Пропорции бетона — как самостоятельно сделать бетон в домашних условиях, сколько нужно цемента, песка и щебеня

Каждый, кто хоть раз в жизни сталкивался со строительством, не станет оспаривать тот факт, что основой основ является бетон. Это наиболее крепкий и долговечный состав, и именно из него делается фундамент здания, отвечающий за прочность и надежность всей конструкции в целом. Помимо фундамента бетонную смесь используют для изготовления плит перекрытия, свай, стяжек и других элементов здания. К достоинствам бетона можно отнести и его относительно невысокую стоимость, но процесс приготовления качественного раствора – дело нелегкое и очень ответственное.

Состав

Бетон – это строительный материал, который состоит из песка, цемента и щебня (гравия). Вся смесь затворяется водой.

Очень важно правильно выбрать песок для приготовления бетонного раствора. Песок должен быть максимально очищенным от примесей глины и пыли. Потому карьерный песок – не лучшее решение. Из-за содержания достаточно большого процента посторонних веществ из него не получится сделать качественный стройматериал. Наиболее подходящим считается песок речной или добытый в карьерах, но с применением гидромеханизированного оборудования, которое позволяет достичь высокого уровня очистки. Он считается самым лучшим и носит название намывного.

Цемент используется чаще всего двух марок: М400 и М500. Они обладают наиболее оптимальными показателями прочности. Очень важно знать, что со временем этот строительный материал теряет свои качества, становится менее прочным. По разным оценкам при хранении он теряет 20-45% активности в течение 3 месяцев, что напрямую связано с прочностными показателями приготовленных смесей. Сроки хранения цемента регламентируются ГОСТом 10178-85 и определены в 45 суток для быстротвердеющих составов и 60 суток для остальных видов. Оптимальным считается использование цементного состава в течение месяца после его изготовления. Поэтому целесообразно покупать стройматериал непосредственно перед началом выполнения работ. При покупке необходимо внимательно изучать данные на мешках, а также информацию в сертификатах качества.

Щебень – это нерудный строительный материал, получаемый путем дробления горных пород различной прочности, с дальнейшим разделением на фракции. При приготовлении бетонной смеси используется в качестве наполнителя. Различают такие виды щебня:

• известняковый – наиболее дешевая и распространенная разновидность щебня, имеющая наименьшую прочность;
• гравийный – средний по прочности, его получают после просеивания горной породы или в результате ее обработки;
• гранитный – наиболее прочный и востребованный вид, имеет фракции от 5 мм до 120 мм.

Использование того или иного вида зависит от технологических требований конкретного строительства или этапа работ.

Марки бетона

В зависимости от свойств, бетон разделяют на различные марки и классы.

В7,5 (М100) и В12,5 (М150) – легкие типы бетонов, применяются для проведения подготовительных работ, заливке стяжек.

В15 (М200) и В20 (М250) – применяются для возведения различных фундаментов.

В 22,5 (М300) – наиболее популярный тип, используется для всех видов строительных работ и обладает повышенной прочностью.

В30 (М400) и В35 (М450) – быстро застывают, применяются для заливки чаш бассейнов и при строительстве цокольных этажей.

Как сделать бетон самостоятельно

Если при ведении строительства вы приняли решение сделать смесь вручную, следует учитывать несколько обязательных правил:

• применять только подходящий чистый песок и максимально свежий цемент;
• использовать чистую воду;
• строго соблюдать пропорции при смешивании ингредиентов;
• максимально тщательно перемешивать раствор.

Если следовать этим пунктам, то раствор, приготовленный самостоятельно, получится правильным, а готовый бетон – прочным и качественным. Но нужно учитывать, что приготовление бетонной смеси самому – крайне трудоемкий и длительный процесс.

Чтобы самому сделать бетонную смесь на подготовленной поверхности рассыпают слой части песка, а поверх него – слой цемента. Оба ингредиента перемешиваются до получения однородной массы. Добавляют часть воды и гравия, перемешивают. Постепенно вводят в оставшийся песок, щебень и воду. Полученную массу необходимо длительно и старательно перемешивать, так как именно от этого зависит прочность готового бетона.

Для повышения прочности готового раствора следует учитывать факторы, которые влияют на этот показатель:

• увеличение доли цементной составляющей в смеси повышает ее надежность;
• чем прочнее цемент, тем более надежной получится конструкция;
• уменьшая объем воды в растворе, можно увеличить его крепость. Избыточная влага ведет к образованию пор;
• уменьшение доли заполнителей увеличивает неразрушаемость материала;
• тщательное перемешивание уплотняет массу, делая итоговый стройматериал более прочным.

Расход материалов

Для приготовления бетонной смеси пропорции ингредиентов должны быть следующими:

• 1 объемная часть цемента марки М 500;
• 2,6 части песка;
• 4,5 части щебня.

Чтобы построить фундамент глубиной 1 метр и шириной 50 см стандартного дома 6*8 метров, потребуется 14 м3 готовой бетонной смеси. Она включает в себя 5500 кг цемента, 10500 кг песка, 20450 кг щебня. Чтобы высчитать, сколько нужно цемента на 1 м3 бетона, проведем расчеты и получим значение 390 кг. Для самостоятельного приготовления раствора нужно приложить массу сил, а гарантии хорошего результата нет. Потому что неспециалисту трудно понять, насколько хорошо вымешана бетонная масса, правильно ли подобраны и добавлены заполнители, верно ли высчитан необходимый объем воды. Достаточно часто самостоятельное приготовление раствора приводит к плачевным последствиям:

• из-за низкой прочности фундамент не выдерживает нагрузку;
• повышенная пористость ведет к преждевременному разрушению конструкции;
• приготовление неподходящей марки бетона ведет к его быстрому застыванию и затруднению выполнения работ.

Если вы заинтересованы в получении качественного бетона, а не в самом процессе его самостоятельного приготовления, воспользуйтесь услугами специалистов, которые не только сделают за вас всю физическую работу, но и точно рассчитают необходимое количество сыпучих материалов. Если есть необходимость, они используют бетономешалку, которая позволит в разы сократить время замеса и сделать раствор более прочным за счет его уплотнения в процессе перемешивания. Заказать услуги таких специалистов можно с помощью сервиса YouDo. Поместив заказ на услуги по изготовлению бетона, вскоре вы начнете получать отклики от заинтересованных исполнителей. Также вы можете просмотреть расценки на производство бетонных работ от зарегистрированных исполнителей и ознакомиться с отзывами о результатах их деятельности. С помощью Юду вы сэкономите время на поиск профессионалов в строительной сфере.

как замешивать раствор? Рекомендации специалистов

Бетон является одним из главных материалов, применяемых при строительстве различных объектов, качество которого во многом зависит именно от человеческого фактора. Ведь состав бетонной смеси, высокое качество всех компонентов, а также соблюдение пропорций и технологии замешивания являются определительными факторами, влияющими на такие важные параметры для бетона, как прочность и долговечность. Как замесить бетон, пропорции подобрать, не ошибиться и сделать действительно качественный материал, характеристики которого, станут гарантом надёжности постройки? С этим вопросом, а также многими другими мы и будем разбираться далее.

По своей сути бетон — это каменный строительный материал искусственного происхождения, для получения которого необходимо рационально подобрать компоненты смеси, провести формировку, уплотнение, а также выждать период затвердевания. Для приготовления смеси понадобится три главных составляющих элемента, а именно вяжущее вещество (цемент), крупные и мелкие заполнители, а также вода. В некоторых случаях в составе бетона могут присутствовать специальные добавки или вовсе отсутствовать вода (например, асфальтобетон).

В зависимости от целевого назначения существуют следующие виды:

• обычные бетонные смеси, использующиеся для работ в гражданских и промышленных строениях;
• специальные бетонные смеси, к которым относят дорожные, гидротехнические, теплоизоляционные и декоративные подвиды;
• бетонные смеси специального назначения, которые применяются в местах, где материалу необходимо обладать стойкостью перед химическими компонентами, ядерным излучением и т. д.

Основные компоненты состава бетона

Одним из главных составляющих бетонной смеси можно назвать песок. В принципе единственным, но в то же время важным ограничением по

качеству песка является отсутствие глинистых компонентов. Так как даже незначительное их количество обязательно приведёт к уменьшению прочности материала.

В случае если природный песок без глины отсутствует на месте проведения работ, можно улучшить качество любого песка путём его промывки, выделения песка нужной фракции и смешивания с привозным песком высшего качества. После проведения всех процедур песок проверяют путём просеивания через сито. Также необходимо приготовить смесь, с использованием щебенки одной фракции, поскольку в обратном случае получится неоднородная консистенция.

Цемент и вода являются не менее важными связующими элементами, особенно это касается правильных пропорций, зависящих от марки цемента, фракции, а также влажности песка и щебня. Воду необходимо использовать чистую без каких-либо посторонних запахов и примесей, так как от её качества непосредственно зависят будущие характеристики бетона. В тёплое время года лучше всего использовать холодную воду, а в сезон морозов и холодов — нагретую до температуры 40 °C.

Существуют также специальные компоненты противоморозного действия. Бетон с незначительным количеством этих добавок укладывают при низких температурах. После того как раствор замёрз, он держится до прихода весны, следом начинается процесс гидратации цемента, то есть набирания должной прочности бетоном в результате контакта с водой.

Характеристика класса и марочной прочности бетона

Главным показателем, по которому можно судить о соответствии выбранного бетона проводимым работам является прочность на сжатие, что собственно и влияет на класс. Класс бетона — это свойство прочности, выраженное в числовом значении с гарантированной обеспеченностью 95%. То есть, производитель, наделяя изделие каким-либо классом, показывает, что в 95 случаях из 100 прочность достигает своего заявленного значения, и лишь в 5-ти случаях возможно невыполнения условий.

• Класс бетона обозначается латинской буквой «B» и цифрами с правой стороны, свидетельствующими о максимально выдерживаемом давлении, выраженном в мегапаскалях (МПа).
• Прочность также может задаваться марками (М) и цифрами от 50 до 1000, которые показывают предел прочности на сжатие, исчисляемый в кгс/см². Диапазон марок бетона колеблется от М50 до М1000, а наиболее ходовыми считаются материалы с маркой от М100 до М500. Разница между марками и классами заключается в том, что для марок берётся средний показатель прочности, а для классов, как уже упоминалось ранее, гарантированно обеспеченная прочность.

Следует отметить, что о прочности бетона сразу после укладки судить нельзя, так как она нарастает постепенно. Так, по истечении трёх суток, будет достигнут один показатель прочности, через неделю − до 70% от предполагаемой, а через 28 дней бетон примет проектную прочность. Многие эксперты утверждают, что твердение бетона и набор прочности вообще проходит на протяжении долгих лет. Подтверждение соответствия необходимым параметрам возможно путём сжатия специальным прессом кубиков из бетонной смеси, которые выдержаны 28 дней при нормальном состоянии окружающей среды.

Выбор бетона той или иной марки, прежде всего зависит от информации, предоставленной в проекте сооружения. Если же такового не имеется, то довериться стоит рекомендациям строительной бригады или квалифицированному специалисту.

Особенности расчёта пропорций бетона

Приготовление бетона, пропорции компонентов и соблюдение технологии — вот залог получения качественного раствора. Но состав смеси, прежде всего, зависит от назначения материала и тех нагрузок, которым будет поддаваться будущая конструкция. Например, для приготовления бетона марки М 100 потребуется гораздо меньше цемента, чем на бетон, допустим, марки М 500. То есть, для замешивания каждой марки применяются свои индивидуальные пропорции бетона. В качестве примера рассмотрим средние пропорции (в кг) для наиболее часто используемых марок бетона:

1. Для получения бетона марки М 200 из цемента марки М 400 следует придерживаться такой пропорции − 1 (цемент): 2,8 (песок): 4,8 (щебень). Если цемент был выбран марки М500, то пропорции будут иметь вид − 1: 3,5: 5,6;
2. Для получения марки М 300 из цемента марки М 400 рекомендуется следовать такой пропорции — 1: 1,9: 3,7. Из цемента марки М 500 — 1: 2,4: 4,3;
3. Для получения бетона марки М450 из цемента марки М 400, компоненты замешиваются в такой пропорции — 1: 1,1: 2,5. Из цемента марки М 500 — 1: 1,4: 2,9.

Количество воды носит индивидуальный характер, но в среднем соотношение воды и цемента (В/Ц) составляет 0,3−0,5. Чем меньше данное соотношение, тем крепче будет бетон, поэтому теоретически можно использовать и 0,2 (В/Ц), но в таком случае пластичность цемента будет на низком уровне. Оптимальное водоцементное соотношение указывается производителем цемента на упаковке, причём каждой марке и фирме-производителю присущи свои нормы.

Последствия неправильного расчёта пропорций

Зачастую результаты неправильно замешанного раствора дают о себе знать довольно быстро в виде образовавшихся трещин на поверхности. При этом главная причина такого исхода заключается в неправильно подобранных пропорциях, поэтому прежде, чем приступать к замешиванию следует всё просчитать, и знать какое влияние оказывает каждый компонент на состояния бетона.

Следует уяснить, что вода влияет на густоту бетонного раствора. Слишком жидкий бетон имеет много воздуха, поэтому компоненты довольно неравномерно смешиваются, из-за чего материал просто стекает вниз, а создаваемая конструкция не обладает должной жесткостью. Затем поверхность лопается, щебень внутри раствора оседает на дно, а песок, наоборот, располагается сверху.

Безусловно, рассчитать теоретически пропорции можно, но вот при непосредственном замешивании, многие сталкиваются с одной проблемой, а именно — наличием дополнительной влаги в щебенке и песке. Климатические условия также вносят свои коррективы в виде повышенной влажности воздуха или дождя.

В таком случае действовать нужно будет в зависимости от сложившейся ситуации, так как все точные пропорции и формулы полностью актуальны лишь в помещениях с неизменным уровнем влажности. Конечно, совет приготавливать раствор в помещении не всегда применим. Бетонная смесь по окончании замешивания должна быть средней сметанообразной густоты, но никак не жидкой. Если работать с жидким бетоном, то по окончании периода высыхания он обязательно треснет.

Своими силами приготавливать бетонный раствор не очень сложно, так как главный секрет создания прочного и долговечного материала заключается именно в соблюдении пропорций и следованию одной простой истины, а именно чем более жидкий раствор, тем менее прочный получится бетон.

Пропорции приготовления бетона таблица

При строительстве, как правило, в большинстве случаев, активно используется смесь бетона. В случае постройки дома, теплицы или же различных ограждений, фундамент заливают именно бетоном. Также у бетона есть и другие, не менее значимые области возможного применения:

• изготовление хозблоков;
• создание пешеходных дорожек;
• производство отмостков.

Конечно, по большей части, всё это относится к дачным участкам, но тем не менее круг применения бетона весьма обширен. Из-за широкой области применения смеси бетона давно стали незаменимыми, в строительстве чего бы то ни было, от объектов в форме куба до изящных фундаментов.

Пропорции и  приготовления бетона в ведрах

Приготовление бетона пропорции таблица

 

Бетон имеет несколько вариаций приготовления, которые делятся на два вида:

• самостоятельное приготовление своими руками;
• производственное создание.

Смешивание компонентов смеси бетона производится в специализированных контейнерах:

• ваннах;
• бетономешалках;
• коробках.

Бетономешалки, в отличие от других контейнеров, обладают наибольшей продуктивностью при перемешивании основных компонентов, среди которых:

• песок;
• щебень;
• вода;
• цемент.

Следует заметить, что в смесь бетона не должно попадать ничего построенного, так как это может привести к порче всей смеси. Также при создании бетона необходимо строго придерживаться технических рамок и предписаний приготовления смесей.

 

Помимо обыкновенных смесей бетона, существует множество других разновидностей бетона. Отличаются эти смеси тем, что в их состав, помимо стандартных материалов, добавляются особые компоненты, которые, так или иначе, улучшают характеристики бетона. К этим характеристикам относятся:

• плотность;
• прочность;
• теплопроводность.

У каждого из особых видов бетона существуют уникальные особенности:

• устойчивый к теплу бетон способен выдержать температуру до 1000 градусов по Цельсию;
• гидротехнический бетон имеет особо сильную прочность, водонепроницаемость, плотность и устойчивость к коррозии;
• бетон дорожной разновидности может выдерживать самые сильные морозы и легко реагирует на изгибы.

Следует учесть, что перечисленные разновидности не составляют и 10% от всех видов смесей.

Из описанного можно понять то, что выбрать бетон весьма непросто, так как для разных целей, применяются разные разновидности смесей.

Приготовление бетона пропорции в  таблицах

Приготовление бетона пропорции таблица

 

Главные компоненты

При изготовлении в домашних условиях, как бы то ни было, необходимо узнать в каких пропорциях готовиться бетон. От правильного выбора главных компонентов полностью зависит дальнейшая прочность и долговечность, как самого бетона, как и сооружения, где он применяется.

 

Песок

Песок является самым важным компонентом любого вида бетона. Для изготовления бетонной смеси используется фракция песка от 1.2 до 3.5 мм. Песок имеющий слишком мелкие частицы, совершенно непригоден в качестве ингредиента для создания смесей. Также не менее важным фактором является чистота песка. В этом компоненте количество ила и глины не должно превышать 5 процентов.

Песок имеющий слишком мелкие частицы, совершенно непригоден для фундамента.

 

Если проигнорировать это, то надёжность бетона резко снизится, из-за того, что глина сильно влияет на жирность изготавливаемого материала. Бетон созданный из такого материала раскрошится ещё до начала эксплуатации. Потому использование раствора с таким песком не принесёт пользы. Все материалы, тем более самые важные, должны полностью соответствовать техническим требованиям, перед тем, как будут обработаны в бетономешалке.

Проверка песка на пригодность – задача не из сложных. Для это нужно насыпать некоторую часть песка в ёмкость наполненную водой и хорошенько перемешать. В том случае, если после этого вода в одно мгновение окрасится в цвет глины и начнёт появляться глиняный осадок – песок можно сразу же назвать непригодным.

Щебень и гравий

Он наряду с песком является основным компонентом, но если песок выбрать не так уж и сложно, щебень потребует разительно больше внимания. Сам щебень состоит из:

• ломанного кирпича;
• гравия;
• керамзита;
• а также гравиевого отсева и других схожих компонентов.

 

Подбор щебня для фундамента зависит от массивности строящегося сооружения.

 

Главное отличие песка и щебня состоит в процессе отбора – частицы щебня могут иметь размер 1-8 см. Если бетон готовится в домашних условиях, вручную, то размеры частиц могут быть всего лишь 1–2 см. Для обеспечения наилучшего раствора нужно строго придерживаться предписанных норм. В противном случае возможны нарушения в составе смеси ещё на уровне обработки в бетономешалке. Эти нарушения выражаются в виде неудобства обработки раствора.

 

Цемент

Третий, но не менее важный компонент бетоновой смеси – цемент. Количества добавляемого в раствор цемента полностью зависит от его личных качеств, вроде товарной марки. Стоимость цемента также полностью зависит от его марки.

При добавлении цемента в раствор следует придерживаться одного главного правила – чем цемента больше, тем лучше. Однако, как бы то ни было, это совсем не влияет на качество бетона.

Несмотря на то вручную или в бетономешалке приготовлен раствор, независимо от того в домашних условиях будет готовиться бетон или в массовом производстве – качество всегда будет зависеть от двух первых компонентов (песка и щебня) потому что строгие пропорции приготовления бетона должны соблюдаться только с ними.

 

Марка цемента указывается после индекса «М». Так, различают цемент М200, М300, М400, М500 и др. Чем выше это значение, тем лучшими характеристиками обладает цемент.

 

Тем не менее каким бы адаптивным ни был цемент, он делится на типы:

• портландцемент – применяется в строительстве любого вида, а также без него невозможно приготовление бетона для фундамента куба основания;
• пуццолановый портландцемент – используется этот вид цемента в возведении подземных сооружений и этому способствует большой уровень влагостойкости;
• шлакопортландцемент – устойчив к промерзанию и влагоустойчив;
• иные виды цемента имеют множество добавок в своём растворе, из-за чего смеси имеют большую скорость застывания.

Для более подробного описания существует таблица состава раствора цемента.

 

Вода

Вода, пожалуй, самый важный компонент, без которого изготовление раствора бетона становится невозможным. Для раствора необходима абсолютно чистая, тёплая вода без содержания каких бы то ни было посторонних примесей.

Также существует таблица, в которой описаны требования к водной составляющей.

Также независимо от того, что предписывает таблица, гарантия абсолютно чистой воды всегда находится под сомнением.

К тому же песок и щебень не всегда могут соответствовать идеальным пропорциям, как и любые другие материалы раствора. Потому не стоит сильно отчаиваться, если к моменту обработки в бетономешалке количество материалов будет больше или меньше положенного. Главное, чтобы сами материалы имели, настолько то возможно, идеальные габариты.

Таблица материалов допускает то, что не все материалы будут соответствовать нормативу.

Приготовление бетона: пропорции

Содержание статьи:

 

Замешиваем бетон

Бетон – это материал с уникальными свойствами. Сфера его применения – это не только строительные работы от заливки основы и окончательного построения крыши и стен здания. Из него изготавливают балясины, плитку для тротуара, вазы и многое другое. Кроме того, он может пригодиться даже для того, чтобы сформировать столешницу в гостиной или кухне.

Из бетона делают множество разнообразных предметов, которые служат невероятным украшением для сада или дома. Причём можно украшать как внешний, так и внутренний интерьер и делать помещение оригинальным, чтобы оно было непохожим на другие.

Конечно же, чтобы воссоздать какой-нибудь предмет или скульптуру из бетона, для начала необходимо вооружится полезными знаниями и озадачиться приготовлением бетона, пропорции которого необходимо знать. Здесь очень важно делать всё поэтапно и соблюдать все требования. В том случае, если не все пропорции будут соблюдены, то раствор получится некачественным и вряд ли подойдёт для каких-либо работ.

Благодаря самым последним возможностям в области приготовления и улучшения бетона его можно свободно поставить в один ряд с мрамором и гранитом – признанными и востребованными в отделке и строительстве натуральными материалами.

Конечно, его «внешность» не такая эстетичная, как у последних, но зато его состав сомнений не вызывает. К тому же камни натурального происхождения обязательно излучают определенную дозу радиации, которой у бетона нет и в помине.

Варианты приготовления бетона самостоятельно

Можно заказать бетон уже готовый, но если нет такого желания или возможностей – есть варианты самостоятельного приготовления раствора. И качество в этом случае будет именно такое, какое нужно для поставленной вами цели. А сделанный собственноручно бетон будет прочным и долго прослужит.

Таблица приготовления бетона:

Сама процедура приготовление бетона, пропорции которого очень важны, несложная, однако существует в данном процессе ряд нюансов, которые необходимо учесть, чтобы получить первосортный продукт. Метод применения и рецептура материала могут зависеть от того, для какой надобности его делают. Вначале необходимо понять, что такое вообще бетон, и какими свойствами он обладает.

Самый усредненный состав бетона – это цемент, песок и наполнитель. Наполнителем может быть гравий, щебень, галька, шлак и т.д. Помимо этого, в современном строительстве еще могут применяться пластификаторы (особые добавки).

Свойства бетона

Основное свойство, характеризующее бетон – это его прочность на сжатие. В разные времена существовали свои способы проверки этого качества бетона, но в данный момент будет рассматриваться та система, которая повсеместно используется сегодня. Прочность у бетона измеряется в мега паскалях. Они служат определением того давления, которое способен выдержать материал определенного класса.

У бетона есть типы прочности, определяемые как марки. По ГОСТу в странах СНГ классы обозначают от В7,5 до В80. Отличаются в зависимости от того, какой цемент использовался в растворе (его марки находятся в диапазоне М300, у нас есть статья о том, как приготовить Мзоо бетон,  до М600), вида щебня, фракций и песка. В названии цифра обозначает уровень мага паскалей, который способен выдержать бетон в 95% случаев.

Проще всего сделать бетон – это смешать в определенных пропорциях крупный песок и цементный раствор. Такой состав делают для подложки под фундамент. А готовить его допускается уже на дне опалубки, предназначенной для фундамента. Воды в этом случае требуется совсем немного, так чтобы состав по плотности был похож на мокрый грунт.

Это не будет прочный слой, но в качестве защиты главного основания от влаги и проседания этот вид бетона – именно то, что нужно. Чтобы бетон приобрел большую прочность, понадобиться добавить в раствор разный щебень с фракциями от 2 до 35 мм. А качество смеси уже будет зависть от того, какие элементы в нее входят и насколько они чистые.

Ингредиенты и заполнители для изготовления бетона

Добавляем смесь в раствор

Именно поэтому, прежде чем рассчитывать количество раствора, необходимо понять, что из себя по отдельности представляет каждый его ингредиент. Так, цемент – этот тот компонент, который является связующим звеном для всех остальных, это основная составляющая любого бетона.

В частном строительстве чаще всего используют марку М500. Можно и меньше, но тогда снижается срок службы бетона. Песок, который должен быть в составе хорошего бетона, имеет фракции от 1,5 до 5 мм., и лучше равномерного размера. Никаких при этом посторонних примесей содержать не должен. Идеальный вариант – песок речной.

Заполнители – гравий либо щебень делают бетон прочным. Категорически не подходит галька речная или морская. Обычно берут раздробленную горную породу. Керамзит и другие легкие материалы тоже подойдут. Следующий важный компонент – вода.

Она не должна быть особенной, только чистой и без примесей кислоты и щелочи. Добавки – это как уже говорилось, пластификаторы, известь, армирующие вещества, вспомогательные добавки для придания более прогрессивных свойств раствору. Состав бетона и пропорции всех его ингредиентов регулируются специальными ГОСТами.

Также, возможно, вам пригодится график набора прочности бетона.

Пропорции для приготовления бетона в ведрах

Применение цементной смеси

Применение цемента и ПГС в строительстве широко распространено. Материал используется для того, чтобы замесить бетон, для штукатурки, столбов и производства строительного раствора. Благодаря низкой себестоимости этот материал легко доступен. От качества цементной смеси и ПГС напрямую зависит надежность фундамента и других конструкций.

Таблица состава смесей.

Марки цементного состава нужно различать по прочности. Цифры от 100 до 600 означают степень сжатия БАР. Чем выше цифра, тем крепче и, соответственно, дороже стоит марка. Например, марка М300 характеризуется низким темпом твердения, она применяется для производства железобетонных и монолитных и сборных конструкций класса не выше В20, для изготовления строительного раствора. Из М300 правильно делать низкотермичный бетон для гидротехнических сооружений.

Замес раствора зависит не только от марки материала, функционального назначения конструкции, качества ПГС и воды. Соотношение всех компонентов раствора тоже очень важно. Чтобы правильно замешивать раствор, нужно знать, сколько точно потребуется воды, ПГС, щебня и других компонентов, какой порядок смешивания нужно соблюдать и как правильно определить доли. Соотношение компонентов (воды, ПГС, щебня) обычно приводится в весовых или объемных пропорциях.

На практике правильно было бы делать измерения в ведрах – так проще, удобней и точнее. Применение ведер позволяет быстро и правильно отмерить части, делать замес.

Схема устройства бетономешалки.

Раствор можно месить перфоратором, вручную или в бетономешалке. Однозначно нужно мешать в бетономешалке при больших объемах строительства, ограниченном времени или тогда, когда требуется абсолютная однородность раствора. Соблюдать пропорции раствора как при ручном смешивании, так и в бетономешалке крайне важно, чтобы добиться желаемой крепости раствора, отсутствия пустот и долговечности конструкции. Правильно делать замес в бетономешалке или вручную помогут несложные рекомендации.

Приготовление состава

Чтобы правильно делать замес для фундамента, идеальными считаются пропорции 1:3:5. То есть мешать бетон следует из 1 ведра цемента, 3 – песка и 5 – щебня или гравия. Можно использовать песчано-гравийную смесь для фундамента, тогда соотношение будет выглядеть, как 1:5. Сколько воды следует добавлять в раствор для фундамента? Количество воды примерно равняется половине объема цемента, но точный литраж определяется по факту в зависимости от того, какой текучестью обладает замес. Если он не пластичен, крошится, то для фундамента такой раствор не годится, его нужно разбавить. Бетон следует делать густым, но пластичным, такой держит форму и сильно не растекается.

Схема столбчатого фундамента.

Раствор для штукатурки не имеет в своем составе гравия и щебня, как замес для фундамента. Раствор для штукатурки можно делать из 1 части цемента и 3 – песка (заполнителя). Существует обратная зависимость между количеством заполнителя и крепостью штукатурки. Чем меньше песка содержит раствор, тем он крепче. Но такой замес может потрескаться и дать большую усадку. Поэтому делать смесь следует внимательно, исходя из функциональных целей, которых нужно добиться. Минимальное соотношение заполнителя и цемента 1:1 для особо жирных составов и 1:5 – для тощих. Иногда в замес для штукатурки добавляют известь, гипс, глину (примерно 1/10 часть). Такую консистенцию лучше всего делать в помещениях с повышенной влажностью, например, в подвал, ванной комнате, зимнем саду и т.п.

Бетон для столбов приготавливается в пропорции 1:2:3. 1 часть цемента, 2 – песка и 3 – щебенки мелкой фракции (5-20 мм) для столбов позволяют получить прочный раствор. Раствор для столбов тем крепче, чем меньше воды содержит смесь, но и сухой она быть не должна. Бетон для столбов лучше рассчитывать марки М200, не ниже, исходя из этого и подбирать марку цементного состава.

Количество компонентов на куб

Ведра удобней использовать для объемного измерения частей непосредственно на стройке. Однако при закупке материалов легче оперировать привычными килограммами. Как же рассчитать, сколько кубов получится или сколько материалов потребуется на 1 куб? Для начала определяемся с долями, то есть с тем, сколько гравия и щебня нужно. Например, для фундамента соотношение составляет 1:3:5, всего 9 частей (1+3+5). Куб (кубический м) равен 1 000 000 см?. Делим куб на 9 частей 1000000/9=111111 см?. 1 см? содержит 3 г цемента или 333 333 г = 333 кг. Таким образом, 1 куб содержит 333 кг цемента.

Для других пропорций количество материалов рассчитывается аналогично. На куб штукатурки понадобится 600 кг, а куб для столбов потребует 500 кг. Для приготовления смеси понадобятся:

• песок или ПГС;
• щебень или гравий;
• цемент;
• вода;
• пластификаторы и добавки.

Легче всего мешать раствор в бетономешалке, так экономятся время и силы, однако при небольших объемах можно воспользоваться перфоратором или полностью ручным смешиванием. Главное требование к смеси – это соблюдение пропорций и однородность. В составе не должно быть никаких камней, комков, нерастворенных частей или крупных пузырьков воздуха. Воду следует добавлять мелкими порциями и несколько раз, чтобы не испортить смесь.

материалы, пропорции и процесс изготовления

Бетон является первым, а также самым важным компонентом в любом строительстве. От его качества зависит долговечность и надежность будущей конструкции. Фундамент, перекрытия, другие элементы строения – основой всего этого является бетонный раствор.

Поэтому перед началом возведения конструкции необходимо знать ответы на следующие вопросы: из чего состоит бетон, как приготовить бетонный раствор, какие пропорции компонентов необходимо использовать и многое другое. Именно на эти вопросы мы ответим данной статье.

Куб бетона: приготовление и состав

Бетон – это самый популярный строительный материал. Некоторые производители предлагают пользоваться уже готовым к использованию бетоном для укладки фундамента и других строительных элементов. Однако чаще всего в строительстве используют созданный своими руками материал. Ведь хочется быть уверенным на все 100 процентов, что именно будет лежать в основании твоего дома.

Итак, основными компонентами бетонного раствора являются: цемент; песок; наполнитель; вода.

Непропорциональное смешивание этих компонентов не даст нужного результата. Для его достижения необходимо четко следовать инструкциям по замешиванию бетона.

Вернуться к оглавлению

Какие же функции выполняет каждый составляющий элемент раствора?

Основу бетона составляет наполнитель. В качестве этого компонента строители используют гравий или щебень, который дополняется песком. Что же касается цемента, то главная его роль – это склеивание частиц наполнителя при контакте с водой. Первый вывод, который отсюда следует: малое количество цемента приводит к плохому склеиванию, некачественности бетонного раствора. Однако если связывающего материала будет слишком много, то это тоже плохо скажется на конечном результате. Хрупкость цемента по своей сути приведет к трещинам в бетоне и, как результат, здание просто рухнет.

Вернуться к оглавлению

Характеристика основных материалов в кубе бетона

А теперь перейдем к характеристике свойств и правилам использования каждого компонента раствора.

Вернуться к оглавлению

Цемент

Несмотря на то, что наполнитель является основополагающей частью бетонного раствора, следует начать с цемента. Именно благодаря этому компоненту бетон приобретает такие свойства, как прочность и надежность. Цемент используется при любом типе строительства. По своей сути это мелкий минеральный порошок, который при взаимодействии с водой образует однородную массу. Спустя некоторое время эта консистенция превращается в камень.

Основное правило, которое необходимо соблюдать еще до начала застройки, это не экономить на материалах. Желая уменьшить количество расходов на постройку, вы можете совершить ошибку, и все ваши усилия будут напрасны. Так, ни в коем случае не следует использовать связывающий материал, который остался от другого строительства или у которого закончился срок годности.

Для этого материала чрезвычайно важны условия хранения. В результате нарушения правил хранения, цемент может вобрать в себя влагу, слежаться или стать комковатым. Создание качественного бетонного раствора в этом случае невозможно.

Если вы все же решили купить цемент задолго до начала строительства, то вам необходимо знать некоторые правила хранения этого привередливого материала. В закрытом мешке цемент может храниться до 90 суток, в сухом месте, повыше от пола; открытый мешок хранится не более недели при сухой погоде, и не более суток во время повышенной влажности в воздухе.

При строительстве разновидность цемента не имеет значения. Исключение составляет строительство конструкций особого предназначения, например, огнеупорных. Однако цемент – это не единственное составляющее бетонного раствора. Не менее важным компонентом является наполнитель.

Вернуться к оглавлению

Наполнитель

В зависимости от бетона используются различные виды наполнителя. Как правило, это щебень или гравий. Однако для легкого бетона возможно использование керамзита. Требования, что касаются прочности этого компонента, в 2 раза выше по сравнению с прочностью связывающего материала. Наполнитель – это главное составляющее бетонного раствора. Именно благодаря камню в бетоне трещины не образуются.

Как и в случае с прошлым компонентом, существуют некоторые особенности в выборе наполняющего материала. Камушки щебня или гравия не должны превышать в диаметре 20 миллиметров. Для достижения необходимого результата используемый материал необходимо просеять через специальное сито.

Вернуться к оглавлению

Песок

Для заполнения пространства между наполнителем и связывающим веществом используют песок. Наиболее подходящим вариантом является речной песок. Чистый, без органических, глинистых примесей, крупнозернистый речной песок – залог надежности и долговечности будущей конструкции. Иногда для укладки фундамента дома используется искусственный песок, что образуется в результате дробления горных пород.

Вернуться к оглавлению

Вода

И, наконец, заключительным элементом и столь же важным, как остальные компоненты, является вода. К этому компоненту не выдвигаются особые требования. Главное, она должна быть чистой, а ее количество должно быть пропорционально количеству наполнителя и связывающего материала. Особенно важно второе требование, поскольку от этого зависит схватывание цемента.

Что же касается чистоты, то отсутствие примесей и минералов приводит к повышению качества полученной смеси. Однако прежде чем приступить к смешиванию компонентов, следует определить процентное соотношение отдельно каждого составляющего элемента относительно остальных.

Вернуться к оглавлению

Пример расчета

Схема приготовления бетонной смеси.

Прочность созданного своими руками бетона напрямую зависит от соблюдения пропорций. Каждый компонент должен быть в строго определенном количестве. Более всего подходящей пропорцией является 1:3:5 (1 часть цемента – 3 части песка – 5 частей наполнителя). Но это не означает, что пропорции не могут меняться зависимо от цели применения бетонного раствора. Так, бетон для фундамента значительно прочнее, чем бетон для стен.

Применяя математические формулы и пропорциональное соотношение, можно определить количество каждого материала для создания бетона.

Вес 1м3 строительного цемента = 1300 кг:

• цемента марки М 100 =166 кг;
• цемента марки М200 = 241 кг;
• цемента марки М300 = 319 кг;
• цемента марки М400 = 417 кг.

Вес 1м3: гравия = 1400 кг:

• гранитного щебня = 1470 кг.

Вес 1м3 песка = 1630 кг.

Исходя из вышеизложенного, для замешивания 1 куба бетона нам понадобится:

• 1300 кг строительного цемента или 166 кг цемента марки М 100 и т.д.
• 3*1630 кг = 4890 кг песка.
• 5*1400 кг = 7000 кг гравия или 5*1470 кг = 7350 кг щебня.

Количество воды зависит от желаемой консистенции бетонной массы, которая может быть жесткой, пластичной и литой. Итак, как же замесить бетонный раствор своими руками?

Вернуться к оглавлению

Процесс изготовления бетона

Процесс приготовления бетона.

Для достижения максимального качества смеси недостаточно лишь соблюдения всех пропорций. Второй составляющей результата является сам процесс приготовления бетона. Действия должны происходить следующим образом:

• 1-ый этап: Поместить в бетономешалку сухие материалы в правильной пропорции.
• 2-ой этап: Постепенно вливать воду. На этом этапе возможно добавление пластификатора специального вещества, которое улучшает качество материалов, а также различных присадок, которые необходимы бетону для улучшения его свойств.
• 3-ий этап: Через некоторое время к полученной смеси добавляется наполнитель, предварительно намоченный водой.

Перемешать смесь своими руками в буквальном смысле фактически невозможно. Качественный результат возможен лишь с применением бетономешалки. Раствор готов. Использовать его необходимо на протяжении последующих двух часов.

Вернуться к оглавлению

Заключение

Подводя итоги, можно сказать, что качество раствора зависит от двух факторов: соблюдения пропорций и правильного процесса замешивания. Тщательно подсчитайте необходимое количество материала перед его смешиванием.

Соблюдайте правила хранения материалов, используйте качественные компоненты, и фундамент вашего дома будет крепким и надежным.

Приготовление бетона: пропорции, таблица (видео)

Когда в строительстве возникает необходимость в таком деле, как приготовление бетона, пропорции крайне важны. Казалось бы, зачем готовить его самостоятельно, если раствор можно купить? Ведь достаточно полистать строительный каталог, посмотреть прайс и заказать товар с доставкой. Однако нередко при строительстве частного объекта требуется небольшое количество такого материала, как бетон-раствор, и заказывать большое количество нет смысла. При строительстве больших объектов, конечно, рекомендуется воспользоваться услугами фирмы, которая привезет большой заказ и выгрузит его в нужном месте при помощи автомиксера.

Схема приготовления бетонной смеси.

Бетонный раствор широко применяется в строительстве, и это говорит о его универсальности. Его используют при возведении домов, ограждений, это основа для фундамента строительных сооружений. Приготовление бетона своими руками — задача, с которой может справиться каждый, но необходимо иметь определенные знания.

На производстве бетонный раствор изготавливают в бетономешалках, а при самостоятельном смешивании можно использовать металлические коробы, ванны или даже обычное ведро. При приготовлении крайне важно соблюдать технологию и пропорции, а также не допускать попадания посторонних примесей.

В различных отраслях промышленности и строительстве часто возникает необходимость взвешивания как материалов,так и техники, автомобилей.Для измерения массы существует специальный прибор-автомобильные весы. Они различны по длине и нагрузке, и помогут определить массу и порожнего, и груженого автомобиля.Для выбора качественного весового оборудования для промышленного производства следует обращаться в компанию, являющуюся надежным поставщиком и официальным дистрибьютором марок —https://mashintertorg.ru/vse-avtomobilnye-vesy/avtomobilnye-vesy-po-dline/avtomobilnye-vesy-12-metrov. Компания предлагает тензодатчики,весовые терминалы, автомобильные весы и др. в зависимости от потребности покупателя и области промышленности.

Марки строительного материала

Прежде чем сделать раствор-бетон, нужно разобраться в марках строительного материала. Это основной показатель, и его следует учитывать перед тем, как приготовить бетонную смесь, которая будет соответствовать необходимым эксплуатационным условиям.

Таблица соотношения классов и марок бетона.

Марки бетона богаты своим ассортиментом, потому что он применяется в различных областях строительства. Различаются марки от М50 до М800 — это показатели прочности на сжатие.

Марка М100 — это основа перед арматурными работами. М200 — самая распространенная марка, которая широко применяется в работе. Она используется тогда, когда необходима большая прочность, например, при строительстве различных фундаментов (ленточных, монолитных и столбчатых), а также при производстве плит перекрытий, железобетонных поясов, асфальтового покрытия. Марка бетона М300 используется для строительства ленточного фундамента. Эта марка подходит, когда необходимо сделать лестницы, заборы, дорожки, монолитные стены. Бетон марки М350 чаще всего используют при изготовлении железобетонных изделий, а также для чаш бассейнов, колонн, балок, свай, монолитных фундаментов. М400 используется при строительстве мостов, банковских хранилищ и гидротехнических сооружений. М450 выбирают для строительства метро, дамбы и плотины. М500 и М550 — бетон, который содержит много цемента и обладает высокой прочностью. Его применяют в гидротехническом строительстве.

После того как была выбрана марка нужного бетона, следует определиться с инструментами, с помощью которых будет осуществляться приготовление бетонного раствора.

Как приготовить бетон? Что понадобится для этого?

Вернуться к оглавлению

Инструменты, необходимые для приготовления бетона

Инструменты для работы с бетоном.

Одним из самых популярных инструментов является шуфельная лопата, которая позволяет сделать доступное количество материала при минимальной затрате средств. Этот ручной инструмент часто используется рабочими на стройках. Плюсы — дешевизна и точное количество раствора, минусы заключаются в низкой производительности.

Следующими по популярности идут растворо-бетонные узлы. Для того чтобы получить свежеприготовленный бетон, необходимо сделать заказ в компании, которая специализируется на производстве и продаже бетона. Заказчик должен заранее рассчитать нужное количество, для того чтобы фирма смогла приготовить раствор и доставить его в требуемое место. Доставка осуществляется на автомиксере, а при разгрузке используется бетононасос или подъемный кран. После того как бетон привезли и разгрузили, остается только залить его. Плюсы в таком способе — это высокое качество бетона и его производительность. Заливка осуществляется сразу и целиком, минусы — высокая стоимость и большое количество бетонного раствора.

Схема приготовления бетона в бетономешалке.

Чуть менее популярной считается электрическая бетономешалка. Как приготовить в ней необходимый раствор? Цемент, песок и щебень засыпаются туда в нужной пропорции, затем добавляется вода. Можно сделать материал для строительства частного объекта, когда не требуются большие объемы. Плюсы заключаются в средней производительности и в точности количества производимого раствора. Минус — дороговизна бетономешалки.

Следующий вариант очень простой. Это ручной электромиксер. Можно взять обычную дрель, насадку в виде миксера и перемешать смесь в обычном ведре. Однако важно знать, что дрель или перфоратор не выдерживает больших нагрузок. Соответственно, они могут быстро сломаться и выйти из строя. Плюсы данного способа в том, что он подходит для приготовления бетона в небольшом количестве, не требует особых усилий при перемешивании, доступен каждому. Минусы — в быстрой изнашиваемости инструмента.

Сделать бетонную смесь можно из гравия или щебня, цемента, песка и воды. Гравий или щебень — это крупный наполнительный материал, цемент — основное вяжущее вещество, песок — это мелкий наполнитель, вода — обязательный компонент при приготовлении бетона, ведь именно она помогает цементу взаимодействовать с наполнителями.

Вернуться к оглавлению

Пропорции для приготовления бетона

Таблица пропорций компонентов бетонной смеси.

Чтобы рассчитать пропорции для качественного приготовления бетона, необходимо вычислить формулу для бетонной смеси. Данная формула является условной и при самостоятельном приготовлении не требует большой точности. Она зависит от нескольких факторов: марки цемента, вида щебня, который бывает известняковым или гранитным, от фракции (мелкой, средней или крупной) и от характеристики песка. Если соотнести все компоненты, то получится такая формула: 1 часть цемента, 4 части щебня, 2 части песка и 0,5 части воды. Исходя из этой пропорции, следует, что для приготовления 1 кубометра бетона необходимо взять компоненты в следующей пропорции: 300 кг цемента, 1250 г щебня, 600 г песка и 180 л воды. Если же необходимо приготовить бетон более низкого качества, то надо уменьшить количество цемента. Эти пропорции актуальны лишь для самостоятельного приготовления бетонного раствора.

Конечно, если подсчитать стоимость всех необходимых компонентов, доставку, время, затраченное на приготовление, то получится, что домашний бетон выйдет дороже, чем при заказе готового раствора.

Когда при строительстве понадобится небольшое количество материала, выгода самостоятельного приготовления становится очевидной.

Иллюстрация смеси бетона методом ISI

Бетон — широко используемый строительный материал. Основным ингредиентом бетона является цемент, заполнители, вода и добавки. Из-за различных свойств материалов, используемых в бетоне, проектирование бетона — непростая задача. Для определения качества и количества бетона применяются различные методы расчета смеси. Цель разработки смеси — максимально экономично получить бетон необходимой прочности, долговечности и удобоукладываемости.В нашей стране, как правило, предпочтительным является метод проектирования бетона Индийского института стандартов (ISI), и поэтому он уже обсуждался. Использование метода бетонного проектирования индийского стандартного института (ISI) проиллюстрировано на примере.

Анил Кумар Нанда
Доцент и руководитель школы Сурья англ. & Тех. Surya World, Rajpura
Jaspal Singh
Профессор и руководитель отдела гражданского строительства PAU Ludhiana

Выбор подходящих ингредиентов для бетона и определение их относительных количеств с целью производства бетона требуемой прочности, долговечности и удобоукладываемости с минимальными экономическими показателями. по возможности, называется конструкцией бетонной смеси.Дозировка компонентов бетона определяется характеристиками бетона в пластическом и затвердевшем состояниях. Бетон нельзя правильно уложить и уплотнить, если пластиковый бетон не поддается обработке. Следовательно, удобоукладываемость бетона становится жизненно важной.

Прочность на сжатие затвердевшего бетона зависит от многих факторов, например: качество и количество цемента, воды и заполнителей; дозирование и смешивание; размещение, уплотнение и отверждение. Фактическая стоимость бетона связана со стоимостью материалов, необходимых для получения минимальной средней прочности, называемой характеристической прочностью, которая определяется инженером-строителем.Это зависит от мер контроля качества, но факт, что контроль качества увеличивает стоимость бетона. Степень контроля качества часто является экономическим компромиссом и зависит от размера и типа работы. Стоимость рабочей силы зависит от удобоукладываемости смеси, например, бетонная смесь неадекватной удобоукладываемости может привести к высокой стоимости рабочей силы для получения степени уплотнения с имеющимся оборудованием. Поэтому для высотных / прочностных конструкций обязательно прибегать к смешанному проектированию.

Требования, лежащие в основе выбора и пропорции ингредиентов смеси:
a) Минимальная прочность на сжатие, требуемая с точки зрения конструкции.
b) Соответствующая удобоукладываемость, необходимая для полного уплотнения
c) Максимальное водоцементное соотношение и / или максимальное содержание цемента для обеспечения достаточной прочности для условий площадки
d) Максимальное содержание цемента для предотвращения растрескивания при усадке из-за температуры в массивном бетоне.

Прочность на сжатие

Это одно из наиболее важных свойств бетона, которое влияет на многие другие описываемые свойства затвердевшего бетона. Средняя прочность на сжатие, требуемая через 28 дней, определяет номинальное водоцементное соотношение смеси.Другими факторами, влияющими на прочность бетона, являются возраст, твердость и степень уплотнения.

Технологичность

Требуемая степень удобоукладываемости зависит от трех факторов: размера секции, количества армирования и используемого метода уплотнения. Для узких и сложных участков с многочисленными углами или недоступными частями бетон должен обладать высокой удобоукладываемостью, чтобы можно было достичь полного уплотнения

Прочность

Долговечность бетона — это его устойчивость к агрессивным условиям окружающей среды.Бетон высокой прочности обычно более долговечен по сравнению с бетоном низкой прочности. Когда высокая прочность не требуется, но условия воздействия суровые в таких ситуациях, высокая долговечность имеет жизненно важное значение. Чтобы соответствовать требованиям к долговечности, необходим дизайн смеси.

Максимальный номинальный размер заполнителя

Прочность на сжатие имеет тенденцию увеличиваться с уменьшением размера заполнителя, тогда как удобоукладываемость бетона увеличивается с увеличением максимального размера заполнителя.

Сортировка и тип заполнителя

Сортировка заполнителя влияет на пропорции смеси для определенной удобоукладываемости и водоцементного отношения. Чем крупнее градация, тем меньше будет смешивание, которое можно использовать. Важной особенностью удовлетворительного заполнителя является однородность сортировки, которая может быть достигнута путем смешивания фракций разного размера.

Контроль качества

О степени контроля можно судить статистически по вариациям результатов испытаний.Различия в результатах прочности объясняются отсутствием контроля точности дозирования, смешивания, размещения, отверждения и тестирования. Чем меньше разница между средней и минимальной прочностью смеси, тем ниже будет требуемое содержание цемента. Фактор, контролирующий эту разницу, называется контролем качества.

Обозначения пропорций смеси

Общий метод выражения пропорций ингредиентов бетонной смеси выражается в долях или соотношениях цемента, мелких и крупных заполнителей e.г. Бетонная смесь пропорций 1: 2: 4 означает, что смесь содержит одну часть цемента, две части мелкого заполнителя и четыре части крупного заполнителя. Пропорции либо по объему, либо по массе. Водоцементное соотношение обычно выражается в массе.

Метод расчета смеси ISI: —
Пример: Настоящее исследование включает расчет бетонной смеси (без воздухововлечения) для бетона средней прочности. Руководящие принципы, приведенные в различных нормах, таких как SP: 23-1982, IS: 10262-1982 и IS: 456-2000, были приняты для расчета бетонных смесей.

Таблица 1 Крупный заполнитель
IS Размер сита мм	Анализ фракции крупного заполнителя (процент прохождения)		Процент различных фракций			В соответствии с таблицей 2 IS: 383-1970
	10 мм	20 мм	Я (50%)	II (50%)	Комбинированный (100%)
20	100	94.6	50	47,3	97,3
10	56,2	0,40	28,1	0,2	28,3
4,75	0.60	0	0,3	0	0,3
2,36	0	0

Таблица 2 Мелкий заполнитель
Is Размер сита	Мелкий заполнитель (Проходящий процент)	Соответствует зоне классификации II Таблицы 4 МС: 383-1970
4.75 мм	96
2,36 мм	86
1,18 мм	61
600 мкм	35,5
300 мкм	23,5
150 мкм	5,5

Таблица 3 Требуемая корректировка содержания воды и песка (Воспроизведено из IS: 10262-1982: Таблица 6)
Изменение состояния	Требуется корректировка в
	Содержание воды в процентах	% песка в целом
Для снижения водоцементного отношения на (0.60-0,50), что составляет 0,1	0	-1,0
Для увеличения коэффициента уплотнения (0,9-0,8) то есть 0,10	3	0
Для песка, соответствующего зоне II таблицы 4 IS: 383	0	0
Всего	+3 процента	-1,0

Таблица 4 Приблизительное содержание воздуха, соответствующее номинальному максимальному размеру заполнителя (Воспроизведено из IS: 10262-1982: Таблица 3)
Номинальный максимальный размер заполнителя (мм)	Воздух, захваченный в процентах от объема бетона
10	3.0
20	2,0
40	1,0

Для настоящего исследования требуется характеристическая прочность на сжатие 40 Н / мм ² . Коэффициент уплотнения для расчетной смеси принимается равным 0,9. Максимальный размер заполнителя 20 мм (угловой). Тип воздействия умеренный и степень контроля качества очень хорошая.

Данные испытаний материалов: Использованный цемент из 43 марки OPC,
Фирма Ultratech
Удельный вес цемента — 2.975
Удельный вес заполнителей: —
Крупный — 2,63
Мелкий — 2,62
Водопоглощение
Крупный заполнитель — 0,5%
Мелкий заполнитель — 1,0%
Влажность свободной поверхности
Крупный заполнитель — нет
Мелкий заполнитель — нет
Проведен ситовый анализ и результаты приведены в Таблице 1 и Таблице 2, которые удовлетворяют кодовым требованиям IS: 383-1970

Целевая средняя прочность бетона: Коэффициент допуска (t) для очень хорошего контроля качества, полученный из Таблицы 2 IS: 10262 -1982 — 1.65 и стандартное отклонение 5,6 (получено из таблицы 1 IS: 10262-1982). Целевая средняя прочность для указанной характеристической прочности составляет 40 + 5,6 x 1,65 = 49,24 Н / мм ²

Выбор водоцементного отношения: Из рисунка 1 IS: 10262-1982, соотношение свободной воды и цемента, необходимое для целевое среднее значение прочности 49,24 Н / мм2 составляет 0,32. В этом исследовании соотношение воды и углерода для всех образцов оставалось постоянным (0,32). Это ниже максимального значения 0,50, предписанного для умеренного воздействия.

Выбор содержания воды и песка: — Из Таблицы 5 IS: 10262-1982, для заполнителя с номинальным максимальным размером 20 мм и песка, соответствующего зоне классификации II, содержание воды на кубический метр бетона = 180 кг и содержание песка как процент от общего количества заполнителя по абсолютному объему = 25%

Для изменения значений водоцементного отношения, коэффициента уплотнения и песка, относящегося к зоне II, требуется следующая корректировка, как указано в таблице 3

Следовательно, требуемое содержание песка в процентах от общего агрегата по абсолютному объему = 25-1 = 24 процента.

Требуемое содержание воды = 180 + 180 x 3/100 = 185,40 л / м ³

Определение содержания цемента: —
Водоцементное соотношение = 0,32
Вода = 185,40 л / м ³
Цемент = 185,40 / 0,32 = 579,375 кг / м ³

Из таблицы 4 для указанного максимального размера заполнителя 20 мм количество захваченного воздуха во влажном бетоне составляет 2 процента. Принимая это во внимание и применяя уравнения: —

V = [W + C / S _c + 1 / p.f _a / S _fa ] x1 / 1000,
V = [W + C / S _c + 1/1-p. C _a / S _ca ] x1 / 1000
Где
V = абсолютный объем свежего бетона, который равен брутто-объему (м ³ )
минус объем захваченного воздуха,
W = масса воды (кг) на м ³ бетона,
C = масса цемента (кг) на м ³ бетона,
S ^c = удельный вес цемента,
p = отношение мелкозернистого заполнителя к общему количеству заполнителя по абсолютному объему,
f _a , C _a = удельный вес насыщенного поверхностного сухого мелкозернистого заполнителя и
грубого заполнителя соответственно.
S _fa , S _ca = удельные веса сухого мелкого заполнителя с насыщенной поверхностью и крупного заполнителя
соответственно.
0,98 м ³ = [185,4+ 579,375 / 2,975 + 1 / 0,2975xfa / 2,62] x1 / 1000
0,98 м ³ = [185,4 + 579,375 / 2,975 + 1 / 0,7025xCa / 2,63] x1 / 1000
или f _a = 467,58 кг / м ³
C _a = 1108,52 кг / м ³
Пропорция смеси становится такой, как указано в таблице 5:

Таблица 5 Доля различных материалов
Вода	Цемент	Мелкий заполнитель	Крупный заполнитель
185.4 литра	579,375 кг	467,58 кг	1108,52 кг
0,32	1	0,81	1,91

Фактическое количество, необходимое для смеси на мешок: Смесь составляет 0,32: 1: 0,81: 1,919 (по массе). Для 50 кг цемента количество материалов рассчитывается следующим образом:
Цемент = 50 кг
Мелкий заполнитель = 40,5 кг
Крупный заполнитель = 95,5 кг
(Фракция I = 47.75 кг, фракция II = 47,75 кг)
(фракция I = 10 мм, фракция II = 20 мм)
Для водоцементного отношения 0,32, количество воды = 16 литров
Дополнительное количество воды, которое необходимо добавить для абсорбции
в случае грубого помола заполнителя при 0,5 процента по массе = (+) 0,80 литра
Фактическое количество добавляемой воды = 16,0 + 0,80 = 16,80 литра
Фактическое количество песка, необходимое после внесения
для массы свободной влаги = 40,5 кг
Фактическое количество крупнозернистого материала Требуемый агрегат:
Фракция I = 47.75-0,385 = 47,365 кг
Фракция II = 47,75-0,385 = 47,365 кг
Таким образом, фактическое количество различных компонентов, необходимых для смеси, составляет:
Вода: 16,80 кг
Цемент: 50,00 кг
Мелкий заполнитель: 40,50 кг
Грубый заполнитель Фракция I
: 47,365 кг
Фракция II: 47,365 кг

Преимущества и назначение бетонных смесей

Бетонные смешанные конструкции служат фундаментом для создания надежной инфраструктуры. Дизайн бетонной смеси включает в себя процесс приготовления, в котором смесь ингредиентов создает необходимую прочность и долговечность бетонной конструкции.Поскольку каждый ингредиент в смеси имеет разные свойства, создать отличную бетонную смесь — непростая задача. Крайне важно, чтобы все ингредиенты были протестированы для определения их физических свойств и несущей способности в месте расположения проекта. Проверяемые ингредиенты: вода, мелкий заполнитель (песок), крупный заполнитель, цемент, химикаты, арматура и почва.

Конструкция бетонной смеси не является простая задача из-за большого разнообразия свойств составляющих материалов, условия, преобладающие на рабочем месте, в частности, воздействие условие, и условия, которые требуются для конкретной работы, для которой смесь разработана.

Значения физических свойств полученные после испытаний будут использованы в качестве основы для всего проекта бетонной смеси. соображения. Это обеспечит прочность конструкции и предотвратит провал микса. Важно отметить, что ингредиенты для смеси могут варьироваться от одного проекта к другому, поэтому физические свойства должны быть проверены на соответствие требованиям, указанным для каждого местоположения.

Подбор конструкции бетонной смеси

Современные конструкции бетонных смесей могут быть сложными.Выбор бетонной смеси зависит от потребности проекта как с точки зрения прочности, так и внешнего вида и в соответствии с местным законодательством и строительными нормами.

Проектирование начинается с определения требований к бетону. Эти требования учитывают погодные условия, в которых бетон будут выставлены в эксплуатации, и требуемая расчетная прочность. В Прочность бетона на сжатие определяют, принимая стандартные формованные, стандартные образцы цилиндров.

Необходимо учитывать множество факторов, от стоимости различных добавок и заполнителей до компромисса между «проседанием» для легкости смешивания и укладки и максимальной производительностью. Затем создается смесь с использованием цемента (портландцемента или другого вяжущего материала), крупных и мелких заполнителей, воды и химических добавок. Также будет указан метод смешивания и условия, в которых его можно использовать.

Это позволяет пользователю бетона быть уверенным, что конструкция будет работать должным образом.Для специального применения были разработаны различные типы бетона, которые стали известны под этими названиями. Бетонные смеси также можно разрабатывать с помощью программного обеспечения. Такое программное обеспечение предоставляет пользователю возможность выбрать предпочтительный метод проектирования смеси и ввести данные о материалах, чтобы получить надлежащие конструкции смеси.

Виды конструкций бетонных смесей

Есть два типы бетонных конструкций, каждый из них поясняется ниже.

Обычный бетон

Обычный бетон — это термин, обозначающий бетон, который производится в соответствии с инструкциями по смешиванию, которые обычно публикуются на пакеты с цементом, обычно с использованием песка или другого обычного материала в качестве агрегат, а часто и смешанный в импровизированной таре.Ингредиенты в любых конкретная смесь зависит от характера применения. Обычная бетонная банка обычно выдерживают давление примерно от 10 МПа (1450 фунтов на квадратный дюйм) до 40 МПа (5800 фунтов на квадратный дюйм). фунт / кв. рейтинг, чем конструкционный бетон. Доступны многие типы предварительно смешанного бетона. которые включают порошкообразный цемент, смешанный с заполнителем, для которого требуется только вода.

Высокопрочный бетон

Высокопрочный бетон имеет более высокую прочность на сжатие. более 40 МПа (5800 фунтов на кв. дюйм).В Великобритании BS EN 206-1 определяет высокопрочный бетон как бетон с классом прочности на сжатие выше С50 / 60. Высокая прочность бетон получают путем понижения водоцементного отношения (W / C) до 0,35 или ниже. Часто добавляют микрокремнезем, чтобы предотвратить образование свободного гидроксида кальция. кристаллы в цементной матрице, которые могут снизить прочность на цементно-крошечная связь. Низкое соотношение W / C и использование микрокремнезема делают бетон смеси значительно менее пригодны для обработки, что особенно вероятно может стать проблемой в высокопрочных бетонах, где существует вероятность образования плотных арматурных каркасов использовал.Чтобы компенсировать пониженную удобоукладываемость, обычно используют суперпластификаторы. добавляется в высокопрочные смеси. Агрегат необходимо тщательно выбирать для высокопрочные смеси, поскольку более слабые заполнители могут быть недостаточно прочными, чтобы противостоять нагрузки, накладываемые на бетон и вызывающие отказ агрегата от запуска а не в матрице или в пустоте, как это обычно бывает в обычном бетоне.

Лучшая бетонная смесь дизайн — это тот, который удовлетворяет все аспекты, для которых он был разработан

Прочность — Прочность 95% куба, отлитого после 28 дней отверждения, должна быть больше, чем характерная прочность, для которой был разработан бетон.

Технологичность и укладка — По мере изменения рабочих условий меняются и требуемые свойства бетона, бетон, который можно легко укладывать без сегрегации и с минимальным уплотнением.

Прочность — Бетон должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать суровые условия атмосферы, для которых он был разработан.

Это основные свойства, которые учитываются при проектировании бетона, и бетон, спроектированный, удовлетворяющий таким условиям, можно назвать лучшей конструкцией бетонной смеси.Состав бетонной смеси зависит от марки бетона. Кроме того, минимальная марка бетона определяется с учетом требований к прочности и долговечности. При определенных условиях воздействия марка бетона может различаться для разных конструктивных элементов. IS 456 определяет минимальную марку бетона для мягких, умеренных, тяжелых и очень тяжелых условий воздействия.

Факторы, влияющие на выбор пропорций смеси бетонных смешанных конструкций

На состав смеси влияют следующие факторы:

Прочность на сжатие

Это одно из важнейших свойств бетона и влияет на многие другие описываемые свойства затвердевшего бетона.Среднее прочность на сжатие, необходимая для определенного возраста, обычно 28 дней, определяет номинальное водоцементное соотношение смеси. Другой фактор, влияющий на прочность бетона в заданном возрасте и отверждения при заданной температуре составляет степень уплотнения.

Технологичность

Требуемая степень обрабатываемости зависит от трех факторов. Это размер бетонируемой секции, количество арматуры и используемый метод уплотнения.Для узких и сложных участков с многочисленными углами или недоступными частями бетон должен обладать высокой удобоукладываемостью, чтобы можно было достичь полного уплотнения с разумными усилиями. Это также относится к закладным стальным профилям. Желаемая удобоукладываемость зависит от имеющегося на объекте уплотнительного оборудования.

Прочность

Прочность бетона — это его устойчивость к агрессивные условия окружающей среды. Высокопрочный бетон обычно больше прочнее бетона низкой прочности.В ситуациях, когда высокая прочность не обязательно, но условия воздействия таковы, что жизненно важно, требования к долговечности будут определять водоцементное соотношение, которое будет использовал.

Максимальный номинальный размер заполнителя

В общем, больше максимальный размер заполнителя, меньше это потребность в цементе для определенного водоцементного отношения, потому что удобоукладываемость бетона увеличивается с увеличением максимального размера совокупный.Однако прочность на сжатие имеет тенденцию увеличиваться с увеличением уменьшение размера агрегата. IS 456: 2000 и IS 1343: 1980 рекомендуют номинальный размер агрегата должен быть максимально большим.

Сорт и вид заполнителя

Сортировка заполнителя влияет на пропорции смеси для заданной удобоукладываемости и водоцементного отношения. Более грубая оценка учащегося будет смесь, которую можно использовать. Очень нежирная смесь нежелательна, так как она не содержат достаточно мелкого материала, чтобы бетон стал сцепляемым.Тип заполнитель сильно влияет на соотношение заполнитель-цемент для желаемого удобоукладываемость и предусмотренное водоцементное соотношение. Важная особенность удовлетворительный агрегат — это равномерность сортировки, которая может быть достигнута путем смешивания фракций разного размера.

Контроль качества

Степень контроля можно оценить статистически по вариации в результатах тестирования. Разница в силе возникает из-за вариации свойств ингредиентов смеси и отсутствие контроля точность дозирования, смешивания, укладки, отверждения и тестирования.Чем ниже разница между средней и минимальной крепостью смеси ниже будет требуется содержание цемента. Фактор, контролирующий эту разницу, называется контроль качества.

Факторы, которые необходимо учитывать при проектировании бетонной смеси

Сила и долговечность конструкции бетонной смеси зависят от следующих факторы:

Обозначение марки: Бетон прочность измеряется в Н / мм2 при испытании после отверждения при любом отверждении. средний.Выбор марки бетона зависит от его использования.

Выбор цемента: Цемент выбор варьируется в зависимости от использования. Цемент должен быть проверен на работоспособность. требуется при их использовании, прежде чем они будут протестированы в проектной смеси.

Выбор размера агрегата: Агрегаты необходимое для каждой смеси зависит от физических свойств, необходимых для дизайн. Перед использованием все заполнители должны пройти качественную калибровку.

Тип воды: Любая вода, используемая для создания бетонной смеси, должна быть проверена перед использованием, чтобы убедиться, что она в пределах воды, необходимой для бетона.Практически вся потребляемая вода хорош для бетонных работ, но все же должен быть проверен.

Соотношение воды и цемента: соотношение воды и цемента должно быть проверено на консистенцию, начальную и конечную схватывание, прочность цемента, удобоукладываемость, осадка бетона и коэффициент уплотнения.

Работоспособность: Это это мера легкости смешивания бетона без расслоения или просачивания. Это в основном зависит от рассчитанной осадки бетона.

Прочность: Настоящее — мера необходимой прочности (Н / мм2) любой марки бетона после 28 дни лечения.Прочность следует проверять на месте.

Это Метод дозирования был впервые опубликован в 1944 году комитетом ACI 613. В 1954 г. метод был пересмотрен, чтобы включить, среди прочих модификаций, использование увлеченный воздух. В 1970 году метод дизайна смеси ACI стал ответственным за комитета 211 ACI. Теперь мы займемся последней версией комитета 211.1 ACI. метод.

Назначение бетонные смеси-конструкции

Конструкция бетонной смеси представляет собой экономичное дозирование компонентов бетона для повышения прочности и долговечности в зависимости от строительной площадки.В то время как номинальная бетонная смесь может иметь большее количество цемента, когда она является расчетной смесью (здесь номинальная бетонная смесь и расчетная бетонная смесь являются двумя типами конструкции бетонной смеси), требования к цементу могут быть ниже для той же марки бетона для данный сайт. Пропорции, полученные в результате расчета бетонной смеси, проверяются на прочность с помощью испытаний на прочность на сжатие на бетонных кубах и цилиндрах.

Хорошо продуманная бетонная смесь гарантирует, что готовая структура настолько прочна, насколько это возможно.Это также максимизирует эффективность ингредиенты, уменьшая потери и получая максимальное количество бетона из мокрого и сухие ингредиенты.

Составление бетонной смеси для производства бетона по вашему выбору с использованием местного доступного материала. Прочность, долговечность и удобоукладываемость — главные критерии, которые необходимо учитывать перед проектированием смеси любого бетона. Соотношение воды и цемента и отношение заполнителя к цементу являются основными факторами, влияющими на свойства бетона. Следовательно, разработка смеси — это процесс определения наиболее подходящих пропорций вода: цемент: мелкий заполнитель: крупный заполнитель: добавка для конкретного бетона.

Целью дизайна смеси является определение пропорций материалов, которые позволят получить бетон с требуемыми свойствами. Пропорции смеси следует выбирать таким образом, чтобы полученный бетон имел желаемую удобоукладываемость в свежем виде и мог легко укладываться и уплотняться по назначению. Свежий бетон должен быть достаточно жидким, чтобы заполнить опалубку и полностью окружить арматуру, а затвердевший бетон должен обладать необходимой прочностью и долговечностью.

Все производители готовых смесей стремятся найти идеальный пропорции этих ингредиентов для оптимизации их бетонных смесей и придают бетону прочность, долговечность, удобоукладываемость и другие желаемые характеристики.Важно оптимизировать бетон, чтобы обеспечить наименьшие затраты при поддерживая максимальную крепость вашей смеси. Это далеко не просто, так как каждое добавление или уменьшение бетонной смеси влечет за собой корректировку компоненты, что делает процесс очень сложным и неэффективным.

Заключение

Следует тщательно соблюдать правила и смешанные пропорции, так как небольшая ошибка может привести к неправильной структуре и желаемой цели не удастся достичь.Выберите подходящие пропорции воды: цемент: мелкий заполнитель: крупный заполнитель: добавка для конкретного бетона под руководством специалиста.

: Проницаемое покрытие :: Проницаемый бетон для экологичного, устойчивого пористого и проницаемого отвода ливневых вод ::

В проницаемом бетоне используются те же материалы, что и в обычном бетоне, за исключением того, что мелкий заполнитель обычно полностью удаляется, а гранулометрический состав (градация) крупного заполнителя остается узким, что позволяет относительно небольшую упаковку частиц.Это обеспечивает полезные свойства затвердевания, но также приводит к получению смеси, требующей различных соображений при смешивании, размещении, уплотнении и отверждении. Дозирование проницаемых бетонных смесей отличается от процедур, используемых для обычного бетона, и пропорции смеси несколько менее терпимы, чем обычные бетонные смеси — для обеспечения желаемых результатов необходим строгий контроль дозирования всех ингредиентов.

При разработке проницаемых бетонных смесей цель состоит в том, чтобы получить заданное или расчетное пустотное пространство, которое обеспечит просачивание воды.Содержание пустот в проницаемой бетонной смеси будет зависеть от характеристик ингредиентов, их пропорции и способа уплотнения смеси. Проницаемый бетон обычно рассчитан на содержание пустот в диапазоне от 15% до 30%. Как правило, по мере уменьшения содержания пустот прочность увеличивается, а проницаемость уменьшается. Для проницаемых бетонных смесей еще более важно проверить с помощью пробных партий, что смесь достигает характеристик, предполагаемых или целевых при разработке пропорций смеси.Часто обнаруживается, что даже несмотря на то, что расчетное содержание пустот составляет 20%, при дозировании проницаемой бетонной смеси экспериментально измеренное содержание пустот значительно отличается. Это зависит от удобоукладываемости смеси и количества затвердевания.

В таблице 3 представлены типичные диапазоны пропорций материалов в проницаемом бетоне. Кроме того, NRMCA разработало руководство по дозированию бетонной смеси и программное обеспечение для электронных таблиц, которое разработает пробные пропорции смеси партии с учетом объема и сделает необходимые расчеты для производственных партий, когда пропорции смеси будут окончательно определены после оценки пробной партии.

Вяжущие материалы

Как и при традиционном бетонировании, в проницаемом бетоне можно использовать портландцементы (ASTM C 150, C 1157) и смешанные цементы (ASTM C 595, C 1157). Кроме того, могут использоваться дополнительные вяжущие материалы (SCM), такие как летучая зола, пуццоланы (ASTM C 618) и измельченный доменный шлак (ASTM C 989). Настоятельно рекомендуется предварительное тестирование материалов путем пробного дозирования, чтобы можно было определить свойства, которые могут иметь важное значение для рабочих характеристик (время схватывания, скорость развития прочности, пористость и проницаемость, среди прочего).

В цемент можно добавлять дополнительные вяжущие материалы (SCM) , такие как летучая зола, пуццоланы и шлак. Они влияют на характеристики бетона, время схватывания, скорость набора прочности, пористость, проницаемость и т. Д.

Ключом к созданию высококачественного бетона является использование SCM. Дым кремнезема, летучая зола и доменный шлак увеличивают долговечность за счет снижения проницаемости и растрескивания

Дым кремнезема является побочным продуктом производства силикона.Он состоит из сверхмелкозернистых сферических частиц, которые значительно увеличивают прочность и долговечность бетона. Часто используемый для высотных зданий, он позволяет производить бетон с прочностью на сжатие более 20000 фунтов на квадратный дюйм. Пары кремнезема могут заменить цемент в количестве 5-12%.

Летучая зола является побочным продуктом сжигания угля на электростанциях; раньше его вывозили на свалки, но теперь значительное количество используется в цементе. Этим материалом можно заменить 5-65% портландцемента

.

Доменный шлак — это побочный продукт производства стали.Он придает бетону дополнительную прочность и долговечность и может заменить 20-70% цемента в смеси.

Рис. 4. Проницаемый бетон изготавливается с узкой градацией заполнителя, но различные текстуры поверхности могут быть получены за счет использования различных максимальных размеров. Бетон в коробке содержал 1/4 дюйма. (6,5 мм) верхний размер, а нижний верхний размер — 3/4 дюйма (20 мм).

Агрегат

Содержание мелкозернистого заполнителя в проницаемом бетоне ограничено, а содержание крупного заполнителя ограничено.Обычно используемые градации крупного заполнителя включают ASTM C 33 № 67 (от дюйма до № 4), № 8 (от дюйма до № 16) и № 89 (от дюйма до № 50). сита [в метрических единицах: № 67 (от 19,0 до 4,75 мм), № 8 (от 9,5 до 2,36 мм) и № 89 (от 9,5 до 1,18 мм)]. Также использовался заполнитель одного размера до 1 дюйма (25 мм). ASTM D 448 также может использоваться для определения градаций. Узкая градация — важная характеристика. Заполнители большего размера обеспечивают более шероховатую поверхность. Недавнее использование проницаемого бетона было сосредоточено на парковках, тротуарах с низкой проходимостью и пешеходных дорожках.Для этих целей из эстетических соображений используется заполнитель наименьшего размера. Крупный заполнитель размером 89 (верхний размер ⅜ дюйма или 9,5 мм) широко использовался во Флориде для парковок и пешеходов уже более 20 лет назад. На рисунке 4 показаны два разных размера заполнителей, используемых в проницаемых бетонах для создания различной текстуры поверхности.

Обычно соотношение кондиционеров находится в диапазоне от 4,0 до 4,5 по массе. Эти соотношения A / C приводят к совокупному содержанию от примерно 2200 фунтов / ярд³ до 3000 фунтов / ярд³ (от 1300 кг / м³ до 1800 кг / м³).В лабораторных исследованиях использовались более высокие отношения A / C, но это привело к значительному снижению прочности.

Для производства проницаемого бетона использовались как округлый заполнитель (гравий), так и угловой заполнитель (щебень). Обычно более высокая прочность достигается за счет округлых заполнителей, хотя угловые заполнители обычно подходят. Заполнитель для дорожных покрытий должен соответствовать ASTM D 448, тогда как ASTM C 33 распространяется на заполнители для использования в общем бетонном строительстве. Как и в случае с обычным бетоном, для проницаемого бетона требуется, чтобы заполнители были близки к насыщенному, поверхностно-сухому состоянию, или тщательный мониторинг состояния влажности заполнителей должен позволять учитывать свободную влажность заполнителей.Следует отметить, что контроль воды важен в проницаемых бетонных смесях. Вода, поглощенная из смеси слишком сухими заполнителями, может привести к образованию сухих смесей, которые плохо укладываются или уплотняются. Однако излишки воды в заполнителях вносят свой вклад в воду для затворения и увеличивают водоцементное соотношение бетона.

Рис. 5. Образцы проницаемого бетона с разным содержанием воды, сформированные в виде шара: (а) слишком мало воды, (б) надлежащее количество воды и (в) слишком много воды.

Вода

Отношение воды к цементу от 0,27 до 0,36 обычно используется с надлежащим включением химических добавок, а такие высокие, как 0,40, успешно используются. Связь между прочностью и водоцементным отношением неясна для проницаемого бетона, потому что, в отличие от обычного бетона, общее содержание пасты меньше, чем содержание пустот между заполнителями. Следовательно, увеличение прочности пасты не всегда может привести к увеличению общей прочности.Содержание воды следует строго контролировать. Правильное содержание воды было описано как придание смеси блеска без стекания с заполнителя. Горстка проницаемого бетона, сформированная в шарик, не рассыпается и не теряет свою пустотную структуру, когда паста течет в промежутки между заполнителями (см. Рисунок 5). Качество воды обсуждается в ACI 301. Как правило, питьевая вода подходит для использования в бетоне. Также может использоваться оборотная вода от производства бетона, если она соответствует требованиям ASTM C 94 или AASHTO M 157.Если возникает вопрос о пригодности источника воды, рекомендуется пробное дозирование с рабочими материалами.

Добавки

Химические добавки используются в проницаемом бетоне для получения особых свойств, как и в обычном бетоне. Из-за быстрого схватывания, связанного с проницаемым бетоном, обычно используются замедлители схватывания или добавки, стабилизирующие гидратацию. Использование химических добавок должно строго соответствовать рекомендациям производителя.Воздухововлекающие добавки могут уменьшить повреждение проницаемого бетона при замерзании-оттаивании и используются там, где возникает проблема при замерзании-оттаивании. ASTM C 494 регулирует химические примеси, а ASTM C 260 — воздухововлекающие добавки. Также используются запатентованные добавки, облегчающие укладку и защиту проницаемых дорожных покрытий.

Таблица 3. Типичные * диапазоны пропорций материалов в проницаемом бетоне ** Пропорции, фунт / ярд³ Пропорции, кг / м³ Вяжущие материалы от 450 до 550 267 до 326 Итого Совокупный от 2000 до 2500 1190 до 1480 Соотношение вода: цемент *** (по массе) 0.27 к 0,36 —— Мелкий заполнитель от 0 до 500 фунтов 0 до 297

* Эти пропорции приведены только для информации. Успешный дизайн смеси будет зависеть от свойств конкретных используемых материалов и должен быть испытан в пробных партиях, чтобы установить правильные пропорции и определить ожидаемое поведение.Производители бетона могут иметь пропорции смеси для проницаемого бетона, оптимизированные для работы с местными материалами. В таких случаях предпочтительны такие пропорции.

** Химические добавки, особенно замедлители схватывания и стабилизаторы гидратации, также широко используются в дозировках, рекомендованных производителем. Также распространено использование дополнительных вяжущих материалов, таких как летучая зола и шлак.

*** Были использованы более высокие коэффициенты, но это может привести к значительному снижению прочности и долговечности.

NRMCA Дозирование газобетонной смеси

Следующий подход к дозированию смеси может быть использован для быстрого достижения пропорций проницаемой бетонной смеси, которые помогут достичь содержания пустот в свежезамешанном проницаемом бетоне при измерении в соответствии с ASTM C1688, аналогичном целевому значению.

1. Определите удельную массу заполнителя на сухих стержнях и рассчитайте содержание пустот.

2. Оцените приблизительный процент и необходимый объем пасты.Объем пасты (PV) затем оценивается следующим образом:

   V _p (%) = Общее содержание пустот (%) + CI (%) — V _{пустота} (%)
   Где CI = индекс уплотнения и
   V _{пустота} = расчетная пустотность проницаемой бетонной смеси.
   Значение CI может варьироваться в зависимости от предполагаемой консолидации, которая будет использоваться в полевых условиях. Для больших усилий по консолидации значение индекса уплотнения от 1 до 2% может быть более разумным. Для более легкой степени уплотнения можно использовать значение от 7 до 8%.NRMCA использовал значение 5%, чтобы получить аналогичные значения между измеренным содержанием пустот в свежем проницаемом бетоне (ASTM C1688) и расчетным содержанием пустот. Использование меньшего значения для CI (%) уменьшит объем пасты.

3. Рассчитайте объем пасты, V _p в футах ³ на кубический ярд проницаемого бетона:
   V _p , ft ³ = V _p (%) × 27

   
   

4. Выберите соотношение воды и цемента для пасты.Рекомендуемые значения находятся в диапазоне от 0,25 до 0,36.
   

5. Вычислить абсолютный объем цемента
   
   Где: RD _c — удельный вес цемента (обычно 3,15)

   
   

6. Рассчитайте объем воды. V _w
   V _w , фут ³ = V _p — V _c

   
   

7. Рассчитать общий объем SSD.V _АГ

   
   V _agg = 27 — (V _p + V _void )
   Где: V _void — расчетная пустотность для проницаемой бетонной смеси.
   

8. Преобразуйте объемы в вес ингредиентов на кубический ярд и для пробных партий:
   Цемент (фунт / ярд3) = V _c × RD _c × 62,4
   Вода (фунт / ярд3) = V _w × 62.4
   SSD Coarse Aggregate (фунт / ярд3) = V _agg × RD _agg × 62,4

Пробные партии готовятся для оценки характеристик смеси проницаемой бетонной смеси. Сделайте соответствующие корректировки, чтобы учесть совокупное содержание влаги. Если паста высока, выберите меньшее значение или измените ДИ (%). Следует избегать чрезмерного содержания цемента. Консистенцию пасты можно оценить отдельно, чтобы убедиться, что она не слишком сухая и не вызывает стекания пасты из-за слишком влажного состояния.Плотность смеси следует измерять в соответствии со стандартом ASTM C1688, на основании которого рассчитывается содержание пустот, чтобы гарантировать, что значения соответствуют проектному содержанию пустот. Затем оцените консистенцию смеси, технические требования и метод укладки, использованный предыдущим подрядчиком по бетону.

NRMCA разработало руководство по дозированию бетонной смеси и программное обеспечение для электронных таблиц, которое разработает пробные пропорции смеси партии с учетом объема и сделает необходимые расчеты для производственных партий, когда пропорции смеси будут окончательно определены после оценки пробных партий.Программное обеспечение для руководства и электронных таблиц можно приобрести здесь: Программное обеспечение для дозирования бетонной смеси NRMCA

Характеристики бетонной смеси, инструкции и просадки

Бетонная смесь похожа на хороший рецепт повара. Бетон состоит из заполнителей, портландцемента, воды и любых других вяжущих материалов или химических добавок. В некоторых бетонных смесях воздух будет захвачен из-за добавки или воздухововлекающего цемента. Бетонные смеси также могут содержать химические компоненты, используемые для ускорения, замедления или улучшения управляемости, уменьшения в определенных случаях количества воды, увеличения ее прочности или изменения свойств бетона.Выбор лучшей бетонной смеси — это задача, которая должна учитывать затраты и требования к размещению, обеспечивая при этом отличный эстетический и целостный продукт.

Основные характеристики бетонной смеси

В отличной бетонной смеси следует учитывать:

1. Удобоукладываемость: Удобоукладываемость бетонной смеси — это свойство, которое определяет способность смеси правильно укладываться и уплотняться, что позволяет закончить продукт без расслоения.
2. Консистенция: Это свойство определяет подвижность и осадку бетонной смеси.Эта характеристика измеряется с точки зрения осадки, чем выше значения осадки, тем лучше управляемость и большая мобильность.
3. Прочность: Это одна из наиболее важных характеристик бетонной смеси и наиболее известное свойство бетона, которое измеряется с помощью сопротивления сжатию по истечении 28 дней после заливки бетоном.
4. Соотношение вода-цемент: Соотношение вода / цемент в бетонной смеси определяется как соотношение и соотношение между массой цемента, массой воды, добавляемой в смесь, и добавленным пуццоланом.Эта характеристика имеет прямую и линейную зависимость от прочности смеси.
5. Прочность: Хорошая бетонная смесь обеспечит вас бетоном, который сможет выдерживать суровые погодные условия и изменения без каких-либо признаков разложения. Чем прочнее бетон, тем более устойчив к погодным условиям, таким как замерзание, намокание, высыхание и нагревание.
6. Плотность: Бетонные смеси также могут быть указаны для определенных применений, таких как противовесы, радиационная защита, изоляция или износостойкость и сопротивление.
7. Тепловыделение: Бетонная смесь также должна учитывать тепло, выделяющееся в результате химической реакции, которая будет исчезать с разумной скоростью без образования трещин или усадки.

Бетонная смесь с использованием ACI 211

Расчет бетонной смеси, представленный Комитетом ACI 211.1, является одним из наиболее часто используемых методов проектирования, который позволит вам:

1. Используйте на обычных или легких заполнителях.
2. Используйте его в аналогичных процедурах для округлых или угловатых агрегатов.
3. Используется для расчета бетонных смесей с воздухововлекающими или невзведенными элементами.

Метод ACI 211.1 можно использовать для проектирования бетонной смеси, выполнив следующие простые шаги:

1. Выберите целевой спад.
2. Выберите максимальный размер заполнителя, чем больше заполнитель бетонной смеси, тем лучше для минимизации усадки и скручивания.
3. Используя таблицу 6.3.3 ACI, оцените содержание воды и воздуха.
4. Выбрать водоцементное соотношение для бетонной смеси.
5. Рассчитайте содержание цемента, разделив содержание воды на водоцементное соотношение.
6. Оценить содержание крупного заполнителя.
7. Оценить содержание мелкого заполнителя.
8. Регулировка общей влажности; влажный заполнитель может значительно уменьшить количество добавляемой воды.
9. Сделайте пробные партии, чтобы определить, соответствует ли бетонная смесь вашим проектным требованиям.

Бетонная смесь: Рекомендуемые просадки

При приготовлении бетонной смеси необходимо учитывать ожидаемый тип осадки.Следуйте этим рекомендуемым спадам:

1. Железобетонные фундаментные стены и опоры:
   1. Максимальная просадка 75 мм
   2. Минимальная просадка 25 мм
2. Фундаменты, кессоны и стены фундамента:
   1. Максимальная просадка 75 мм
   2. Минимальная просадка 25 мм
3. Балки и армированные стены:
   1. Максимальная просадка 100 мм
   2. Минимальная просадка 25 мм
4. Строительные колонны:
   1. Максимальная просадка 100 мм
   2. Минимальная просадка 25 мм
5. Тротуары и плиты:
   1. Максимальная просадка 75 мм
   2. Минимальная просадка 25 мм
6. Массовая бетонная смесь:
   1. Максимальная просадка 75 мм
   2. Минимальная просадка 25 мм

ACI Mix Design — Интерактивный тротуар

Метод расчета смеси Американского института бетона (ACI) — лишь один из многих основных методов расчета бетонной смеси, доступных сегодня.В этом разделе кратко описывается метод абсолютного объема ACI, поскольку он широко распространен в США и постоянно обновляется ACI. Имейте в виду, что это краткое изложение и большинство методов, обозначенных как методы «дизайна смеси», на самом деле являются просто методами дозирования смеси. Дизайн смеси включает пробное дозирование смеси (описанное здесь) плюс тесты производительности.

Этот раздел представляет собой общую схему метода дозирования ACI с особым акцентом на PCC для дорожных покрытий. Он подчеркивает общие концепции и обоснование конкретных процедур.Типовые процедуры доступны в следующих документах:

• Стандартная практика Американского института бетона (ACI) по выбору пропорций для нормального, тяжелого и массового бетона (ACI 211.1-91), изложенная в их Руководстве ACI по бетонной практике 2000, Часть 1: Материалы и общие свойства бетона .
• Портлендская цементная ассоциация (PCA) «Проектирование и контроль бетонных смесей» , 14-е издание (2002 г.) или любое более раннее издание.

Стандартную процедуру расчета смеси ACI можно разделить на 8 основных шагов:

1. Выбор спада
2. Выбор максимального размера заполнителя
3. Выбор содержания воды и воздуха для смешивания
4. Водоцементное соотношение
5. Содержание цемента
6. Содержание крупного заполнителя
7. Содержание мелкого заполнителя
8. Поправки на общую влажность

Спад

Выбор осадки на самом деле является выбором удобоукладываемости смеси.Технологичность можно описать как комбинацию нескольких различных, но связанных свойств PCC, связанных с его реологией:

• Легкость смешивания
• Простота размещения
• Легкость уплотнения
• Легкость отделки

Как правило, следует использовать смеси самой густой консистенции, которые все еще можно правильно нанести (ACI, 2000, ^[1] ). Обычно указывается спад, но в таблице 1 показаны общие диапазоны спада для конкретных приложений. Характеристики просадки различаются для мощения фиксированной формы и укладки скользящей формы.В таблице 2 показаны типичные и экстремальные диапазоны спада DOT.

Таблица 1. Диапазоны оседания для конкретных приложений (по ACI, 2000 ^[1] )

Тип конструкции	Спад
	(мм)	(дюймы)
Стены и опоры железобетонные	25–75	1–3
Фундамент, стены кессона и основания	25–75	1–3
Балки и усиленные стены	25–100	1–4
Строительные колонны	25–100	1–4
Тротуары и плиты	25–75	1–3
Массивный бетон	25–50	1-2

Таблица 2.Типичные характеристики состояния DOT Slump (данные взяты из ACPA, 2001 {{2}})

Технические характеристики	Фиксированная форма		Форма накладной
	(мм)	(дюймы)	(мм)	(дюймы)
Типичный	25–75	1–3	0–75	0–3
Крайности	от 25 до 175	от 1 до 7	от 0 до 125	от 0 до 5

Максимальный размер агрегата

Максимальный размер заполнителя влияет на такие параметры ОКК, как количество цементного теста, удобоукладываемость и прочность.В целом ACI рекомендует ограничить максимальный размер заполнителя до 1/3 глубины плиты и 3/4 минимального свободного пространства между арматурными стержнями. Агрегат большего размера, чем эти размеры, может быть трудно объединить и уплотнить, что приведет к образованию сотовой структуры или больших воздушных карманов. Максимальный размер заполнителя PCC дорожного покрытия составляет от 25 мм (1 дюйм) до 37,5 мм (1,5 дюйма) (ACPA, 2001 {{2}}).

Оценка содержания воды и воздуха при смешивании

Осадка зависит от номинального максимального размера заполнителя, формы частиц, градации заполнителя, температуры ОКК, количества увлеченного воздуха и некоторых химических примесей.Обычно на это не влияет количество вяжущего материала. Поэтому ACI предоставляет таблицу, связывающую номинальный максимальный размер заполнителя, воздухововлечение и желаемую осадку с желаемым количеством воды для смешивания. Таблица 3 является частичным воспроизведением таблицы 3 ACI (имейте в виду, что PCC дорожного покрытия почти всегда содержит воздух, поэтому значения содержания воздуха являются наиболее подходящими). Обычно государственные агентства указывают от 4 до 8 процентов воздуха от общего объема (на основе данных ACPA, 2001 {{2}}).

Обратите внимание, что использование добавок, уменьшающих водопоглощение и / или регулирующих схватывание, может существенно уменьшить количество воды для смешивания, необходимое для достижения заданной осадки.

Таблица 3. Приблизительные требования к содержанию воды и воздуха при смешивании для различных спадов и максимальных размеров заполнителя (адаптировано из ACI, 2000 ^[1] )

Спад	Количество воды для смешивания в кг / м3 (фунт / ярд3) для указанного номинального максимального размера заполнителя
	9,5 мм (0,375 дюйма)	12,5 мм (0,5 дюйма)	19 мм (0,75 дюйма)	25 мм (1 дюйм)	37,5 мм (1.5 дюймов)	50 мм (2 дюйма)	75 мм (3 дюйма)	100 мм (4 дюйма)
PCC без воздухововлечения
25-50 (1-2)	207 (350)	199 (335)	190 (315)	179 (300)	166 (275)	154 (260)	130 (220)	113 (190)
75–100 (3-4)	228 (385)	216 (365)	205 (340)	193 (325)	181 (300)	169 (285)	145 (245)	124 (210)
150–175 (6–7)	243 (410)	228 (385)	216 (360)	202 (340)	190 (315)	178 (300)	160 (270)	–
Типичный объем захваченного воздуха (в процентах)	3	2.5	2	1,5	1	0,5	0,3	0,2
PCC с воздухововлекающими добавками
25-50 (1-2)	181 (305)	175 (295)	168 (280)	160 (270)	148 (250)	142 (240)	122 (205)	107 (180)
150–175 (6–7)	216 (365)	205 (345)	197 (325)	184 (310)	174 (290)	166 (280)	154 (260)	–
Рекомендуемое содержание воздуха (в процентах)
Мягкое воздействие	4.5	4,0	3,5	3,0	2,5	2,0	1,5	1,0
Умеренное воздействие	6,0	5,5	5,0	4,5	4,5	4,0	3,5	3,0
Серьезное воздействие	7,5	7,0	6,0	6,0	5,5	5,0	4,5	4.0

Соотношение вода-цемент

Водоцементное отношение — удобное измерение, значение которого хорошо коррелирует с прочностью и долговечностью PCC. В целом, более низкое водоцементное соотношение дает более прочный и долговечный PCC. Если в смеси используются природные пуццоланы (например, летучая зола), тогда соотношение становится водоцементным (вяжущий материал = портландцемент + пуццолановый материал). Метод ACI основывает выбор водоцементного отношения на желаемой прочности на сжатие, а затем рассчитывает необходимое содержание цемента на основе выбранного водоцементного отношения.Таблица 4 представляет собой общую оценку 28-дневной прочности на сжатие в зависимости от водоцементного отношения (или водоцементного отношения). Значения в этой таблице, как правило, консервативны (ACI, 2000 ^[1] ). В большинстве штатов DOT обычно устанавливает максимальное водоцементное соотношение между 0,40–0,50 (на основе данных ACPA, 2001 {{2}}).

Таблица 4. Соотношение вода-цемент и соотношение прочности на сжатие (по ACI, 2000 ^[1] )

28-дневная прочность на сжатие в МПа (фунт / кв. Дюйм)	Водоцементное соотношение по массе
	Без воздухововлечения	Воздухововлеченный
41.4 (6000)	0,41	–
34,5 (5000)	0,48	0,40
27,6 (4000)	0,57	0,48
20,7 (3000)	0,68	0,59
13,8 (2000)	0,82	0,74

Содержание цемента

Содержание цемента определяется путем сравнения следующих двух показателей:

• Расчетное количество, основанное на выбранном содержании воды в замесе и водоцементном соотношении.
• Указанное минимальное содержание цемента, если применимо. В большинстве государственных ДОТ указано минимальное содержание цемента в диапазоне 300-360 кг / м ³ (500-600 фунтов / ярд ³ ).

Старая практика заключалась в определении содержания цемента в количестве 94-фунтовых мешков портландцемента на кубический ярд PCC. В результате были разработаны такие спецификации, как «смесь из 6 мешков» или «смесь из 5 мешков». Хотя эти характеристики вполне логичны для небольшого подрядчика или частного лица, покупающего портландцемент в 94 фунтах.мешки, они не имеют большого значения для типичного подрядчика по укладке дорожных покрытий или бетонного завода, который покупает портландцемент оптом. Таким образом, не следует указывать содержание цемента в количестве мешков.

Грубый агрегат

Выбор содержания крупного заполнителя эмпирически основан на удобоукладываемости смеси. ACI рекомендует процентное содержание (по единице объема) крупного заполнителя на основе номинального максимального размера заполнителя и модуля крупности мелкого заполнителя. Эта рекомендация основана на эмпирических соотношениях для производства PCC со степенью удобоукладываемости, подходящей для обычных армированных конструкций (ACI, 2000, ^[1] ).Поскольку PCC дорожного покрытия, как правило, должно быть более жестким и менее пригодным для обработки, ACI позволяет увеличить их рекомендуемые значения примерно до 10 процентов. В таблице 5 приведены рекомендуемые значения ACI.

Таблица 5. Объем грубого заполнителя на единицу объема PCC для различных модулей тонкости мелкого заполнителя для дорожного покрытия PCC (по ACI, 2000 ^[1] )

Номинальный максимальный размер агрегата	Модуль упругости мелкого заполнителя
	2.40	2,60	2,80	3,00
9,5 мм (0,375 дюйма)	0,50	0,48	0,46	0,44
12,5 мм (0,5 дюйма)	0,59	0,57	0,55	0,53
19 мм (0,75 дюйма)	0,66	0,64	0,62	0.60
25 мм (1 дюйм)	0,71	0.69	0,67	0,65
37,5 мм (1,5 дюйма)	0,75	0,73	0,71	0,69
50 мм (2 дюйма)	0,78	0,76	0,74	0,72
Примечания: Эти значения могут быть увеличены примерно до 10 процентов для дорожных покрытий. Объемы грубых заполнителей основаны на весах стержней, полученных сушкой в ​​печи, полученных в соответствии с ASTM C 29.

Содержание мелкого заполнителя

На этом этапе указаны все остальные составляющие объемы (вода, портландцемент, воздух и крупный заполнитель). Таким образом, объем мелкого заполнителя — это всего лишь оставшийся объем:

	Объём агрегата (1 м3 или 3 ярда)
—	Объем затворной воды
–	Объем воздуха
–	Объем портландцемента
–	Объем крупного заполнителя
равно	Объем мелкого заполнителя

Поправки на влажность агрегата

В отличие от HMA, для дозирования PCC не требуется высушенный заполнитель.Следовательно, необходимо учитывать совокупное содержание влаги. Суммарная влажность влияет на следующие параметры:

1. Общий вес . Совокупные объемы рассчитываются на основе веса сушильных агрегатов, но агрегат обычно дозируется на основе фактического веса. Следовательно, любая влага в заполнителе увеличивает его вес, а складированные заполнители почти всегда содержат некоторое количество влаги. Без исправления этого пакетные совокупные объемы будут неверными.
2. Количество воды для затворения .Если заполнитель не имеет насыщенной сухой поверхности, он будет впитывать воду (если она сушится в печи или сушиться на воздухе) или отдавать воду (если она влажная) цементному тесту. Это вызывает чистое изменение количества воды, доступной в смеси, и должно быть компенсировано регулированием количества добавляемой воды для смешивания.

Влияние соотношения воды и углерода на долговечность и пористость цементного раствора с постоянным количеством цемента

В бетонную кладку часто добавляют воду для облегчения удобоукладываемости и отделки на строительной площадке.Дополнительная вода для смешивания может облегчить смешивание и удобоукладываемость, но вызывает повышенную пористость, что приводит к снижению долговечности и структурных характеристик. В этой статье образцы цементного раствора с отношением W / C (вода / цемент) 0,45 готовятся для контрольного случая, а характеристики долговечности оцениваются с добавлением воды от 0,45 до 0,60 W / C. Выполняется несколько испытаний на долговечность, включая прочность, диффузию хлоридов, воздухопроницаемость, насыщение и диффузию влаги, и они анализируются с измененной пористостью.Изменяющиеся соотношения и характеристики долговечности оцениваются с учетом распределения пор по размерам, общей пористости и дополнительного содержания воды.

1. Введение

Бетон как пористый материал обладает воздухопроницаемыми / водопроницаемыми свойствами, что оказывает большое влияние не только на прочность, но и на характеристики долговечности. Обычно разрушающие агенты, которые могут вызвать коррозию стали, такие как ионы хлора и углекислый газ, проникают в бетон через поры или их соединения [1–3].Многие методы и модели долговечности были предложены на основе пористости для объяснения механизма проникновения и диффузии [1–4]. В бетоне с ранним старением гидраты, содержащие C-S-H и Ca (OH) ₂ , образуются в результате химической реакции с частицами цемента и водой, и пористость с различным распределением пор, образующаяся в процессе, может быть основным путем прохождения воды и газа. Было проведено множество исследований по влиянию условий отверждения, типа пропорций смеси и минеральных добавок на соответствующую пористость [5–8]; однако они показали качественную оценку пористости без надежного объяснения взаимосвязи между пористостью и долговечностью.

Прочность и связанная с ней пористость изучаются давно [6, 9–11]. Для анализа разрушения с учетом изменений пористости было проведено множество исследований механизма диффузии хлоридов [1, 12, 13] и поведения карбонизации [2, 4, 14, 15]. Также исследуются изменения пористости и ее взаимосвязь с воздухопроницаемостью / водопроницаемостью [16–19].

Эти исследования предназначены для обычного бетона с подходящим соотношением воды и воздуха и содержанием воздуха. Однако на строительной площадке часто добавляют воду для облегчения укладки бетона и прохождения бетона между стальными промежутками.Добавление воды может облегчить удобоукладываемость и отделку, но бетон с добавлением воды демонстрирует сегрегацию заполнителей и ухудшение характеристик как по прочности, так и по долговечности. В бетоне с таким же удельным содержанием цемента гидратация может быть активнее при более высоком удельном содержании воды. Но вода, потребляемая для реакции гидратации в цементном тесте, расширяется до большего количества пор, что приводит к снижению прочности и устойчивости к разрушению даже при том же количестве гидратного продукта. Пористость играет важную роль в массопереносе и также считается показателем прочности [20].Несмотря на то, что образцы бетона с одинаковой пористостью, они могут иметь разные коэффициенты диффузии хлоридов из-за повышенной связывающей способности в бетоне с минеральной добавкой [17, 21]. Для карбонизации пористость изменяется в процессе карбонизации из-за образования CaCO ₃ [14, 15, 22, 23]. Однако характеристики долговечности можно оценить количественно и связать с пористостью в бетоне OPC (обычный портландцемент), контролируемым при тех же условиях отверждения и окружающей среды.В этой статье пористость цементного раствора экспериментально оценивается с помощью MIP (Mercury Intrusion Porosimetry) с увеличением количества добавляемой воды. Испытания на долговечность проводятся для образцов раствора OPC того же возраста (91 день). Выполняются различные испытания на долговечность, включая прочность, диффузию хлоридов, водопроницаемость, насыщение и диффузию влаги. В этой статье показано, насколько изменяются характеристики долговечности и пористости при добавлении воды в обычную бетонную смесь, и показаны количественные отношения между изменениями пористости и долговечностью.

2. Программа экспериментов

2.1. Пропорции смеси и условия отверждения

Цементный раствор с OPC был подготовлен для того, чтобы на образцы MIP не мешал крупный заполнитель. Для контрольного случая готовятся образцы цементного раствора с влажностью 0,45% и содержанием воздуха 5,2%. Чтобы учесть дополнительную воду для облегчения укладки бетона, образцы с более высоким соотношением W / C и постоянным содержанием цемента готовятся путем добавления воды для смешивания. Для этого смешивания подготовлено состояние насыщения песка на поверхности, и, наконец, 4 различных пропорции смеси считаются как W / C равными 0.45, 0,50, 0,55 и 0,60. Пропорции смеси указаны в Таблице 1, где зафиксировано удельное содержание цемента. Свойства цемента и песка приведены в таблице 2.

w / c Цемент (кг / м 3 ) Вода (кг / м 3 ) Песок (кг / м 3 ) Содержание воздуха (%) Расход (мм) 0,45 340 153 1800 5.2 280 0,50 340 170 1800 3,5 330 0,55 340 187 1800 1,8 335 1,8 335 340 204 1800 0,1 360

Физические свойства заполнителя 19 / см 3 ) 2.62 FM 2,64 Физические свойства цемента Удельный вес (г / см 3 ) 3,15 Блейн (см 2 / г) 3120 Химический состав цемента (%) SiO 2 21,5 Al 2 O 3 5.10 Fe 2 O 3 3,04 CaO 61,3 MgO 2,85 SO 3 2,21 1,93

В состоянии раннего старения пористость показывает относительно быстрое уменьшение из-за гидратации, так что образцы строительного раствора выдерживались в течение 91 дня в погруженном в воду состоянии при температуре 20 ° C.Испытания MIP и долговечности проводились для образцов того же возраста. При более высоких соотношениях W / C наблюдается обильное истечение воды и обнаруживается небольшая сегрегация агрегации. Однако образцы представляют собой раствор, а не бетон, поэтому сегрегация не является критической.

2.2. Испытания на долговечность

2.2.1. Пористость и прочность на сжатие

Структура пор развивается в результате реакции гидратации, и пористость обычно уменьшается с возрастом в условиях отверждения [3, 24].Для оценки пористости материала на основе цемента широко используются несколько методов, таких как метод адсорбции азота [25], анализ изображений и MIP. MIP-тест традиционно проводится для удобства и получения надежных результатов для капиллярных пор [26, 27]. Образцы цементного раствора, отвержденные в течение 91 дня, после разлома погружают в ацетон для остановки процесса гидратации. После сушки в духовке при 105 ° C в течение 24 часов тесты MIP выполняются трижды для каждого случая W / C.Для испытания на сжатие были подготовлены цилиндрические образцы (диаметром 100 мм и высотой 200 мм), и испытание проводилось в соответствии с JIS A 1108 [28]. В таблице 3 показаны условия измерения для теста MIP. Чтобы получить соответствующий образец, его берут из верхней, средней и нижней части цилиндрического образца.

Угол контакта 130 ° Поверхностное натяжение ртути 485 дин / см Максимальное давление напора 4.45 фунтов на кв. Дюйм Объем штока 0,392 мл Объем баллона 5 куб.

2.2.2. Коэффициент диффузии хлоридов

Для оценки устойчивости к воздействию хлоридов коэффициент диффузии важен для прогнозирования срока службы и количественного понимания поведения хлоридов [12, 17, 29].Коэффициент диффузии хлоридов рассчитывается на основе рекомендаций NT BUILD 492 [30]. Среднее значение по 3 образцам на каждый случай W / C получено для образцов строительного раствора в возрасте 91 дня. Для испытания на сжатие берут среднюю часть цилиндрического образца глубиной 50 мм. В таблице 4 представлены условия испытаний, а коэффициенты диффузии рассчитываются с помощью (1) и (2). В качестве индикатора использовали раствор нитрата серебра (0,1 N, AgNO ₃ ) [31]: где — коэффициент диффузии в нестационарном режиме из RCPT (м ² / сек), — универсальная газовая постоянная (8.314 Дж / моль K), — абсолютная температура (K), — толщина образца (м), — ионная валентность (= 1.0), — постоянная Фарадея (= 96,500 Дж / В · моль), — приложенный потенциал (V), время продолжительности испытания (сек), — это концентрация хлоридов, при которой изменяется цвет при использовании колориметрического метода измерения, основанного на справочных материалах [31, 32], — это концентрация хлоридов в исходном растворе (моль / л), является экспериментальной константой. через (2), и является обратной функцией функции ошибок.

Католит 10% NaCl Анолит 0.3 N NaOH Температура 20 ~ 25 ° C Приложенный потенциал 30 В Начальный ток 40 ~ 60 мА Продолжительность 24 часа

2.2.3. Испарение воды

Бетон с большими порами допускает большее водопоглощение в насыщенном состоянии и, соответственно, большее испарение воды в процессе сушки.Свободная вода в цементном растворе существует только в порах, поэтому пористость тесно связана с испарением количества воды [33]. Для этого испытания готовят кубические образцы раствора (50 × 50 × 50 мм) и измеряют их вес в возрасте 91 дня после 1-недельного погружения в воду. В течение 10 дней отслеживали изменения веса образцов строительного раствора, подвергшихся воздействию комнатных условий (20 ° C и относительная влажность 55%). При более высоком соотношении W / C может происходить сегрегация заполнителя, но при изменении веса общий вес измеряется для всего объема.Эффект сегрегации учитывается во всем объеме. Насыщенность можно рассчитать следующим образом: где, и — веса в насыщенном, комнатном и высушенном состоянии после 24 часов при 105 ° C в печи.

2.2.4. Воздухопроницаемость

До сих пор не существовало стандартов для испытаний на воздухопроницаемость, и были предложены различные методы, основанные на законе Дарси [34, 35]. Для этого исследования образцы раствора из раствора глубиной 30 мм закрепляют в цилиндре диаметром 70 мм и подвергают воздействию давления воздуха 0.2 МПа снизу образца вверх. Объем воздуха через дисковый образец контролировали во времени. Этот тест проводится для образцов в возрасте 91 дня, и воздухопроницаемость может быть рассчитана с помощью (4). Как и в разделе 2.2.3, при испытании на воздухопроницаемость рассматривается весь объем, включая сегрегацию: где — воздухопроницаемость (см / с), — приложенное давление воздуха (0,2 МПа) и атмосферное давление (0,1013 МПа), — глубина образца диска (30 мм), — площадь под давлением воздуха (0 м ² ), и — удельный вес воздуха (1.205 × 10 ⁻⁶ кг / см ³ ). Тестовая установка и ее фотография представлены на рисунке 1.

(a) Фотографии для теста
(b) Принципиальная схема для теста
(a) Фотографии для теста
(b) Принципиальная схема для теста

2.2.5. Распространение влаги

Распространение влаги является основным параметром, поскольку вода в значительной степени является причиной проблем с долговечностью; однако экспериментальная оценка требует особого контроля из-за локальных изменений влажности и сложной связи пор [36].Недавно было предложено простое уравнение для диффузии влаги, учитывающее массу диффузии и сорбции, подобное следующему [36]: где — масса воды от сорбции и диффузии (кг), — площадь поверхности (мм ² ), — константа, связанная с расстоянием от поглощающей поверхности (мм), — сорбционная способность (кг / м ² ч ^0,5 ) ), — содержание влаги на поверхности (кг / м ³ ), — длина образца (мм). В данном исследовании сорбционная способность образца строительного раствора (91 день) получена на основе KS F 2609 [37], и на основании результатов рассчитан коэффициент диффузии влаги.Готовят кубические образцы (50 × 50 × 50 мм), и их стороны покрывают эпоксидной смолой для одномерного проникновения воды. Как описано ранее, для теста учитывается общий объем сегрегации.

3. Результаты испытаний на прочность и пористость

3.1. Результаты испытаний на долговечность

3.1.1. Прочность на сжатие и пористость

Повышенное содержание воды в цементном растворе приводит к крупному распределению пор. Результаты в возрасте 91 дня показывают типичное увеличение прочности и уменьшение общей пористости при более высоком соотношении W / C (большее количество дополнительной воды).Распределение пор по размерам (PSD) и пористость представлены на рисунке 2. На рисунке 3 показаны изменения прочности и пористости в зависимости от отношения W / C. Для оценки пористости и прочности нанесены средние значения по 3 образцам соответственно.

(a) PDS (91 день)
(b) Накопленная пористость (91 день)
(a) PDS (91 день)
(b) Накопленная пористость (91 день)

При увеличении водо-процентного соотношения (дополнительного количества воды) с 0,45 до 0.60 пористость увеличивается до 150%, а прочность на сжатие снижается до 75,6%. Хотя в них такое же количество цемента, 33% дополнительного количества воды вызывает значительные изменения в характеристиках.

3.1.2. Коэффициент диффузии хлоридов и пористость

Коэффициент диффузии хлоридов зависит от структуры пор, поскольку в порах может быть как место для удержания хлорид-иона, так и путь для диффузии ионов [29, 38]. В этом тесте среднее значение по 3 образцам показывает явное увеличение коэффициента диффузии хлоридов с более высоким отношением W / C, которое представлено на Рисунке 4 с измеренной пористостью.

При более высоком водном соотношении коэффициент диффузии хлоридов линейно увеличивается до 157%.

3.1.3. Испарение воды и пористость

Что касается потери воды, то явной разницы не наблюдается в течение нескольких часов, но может наблюдаться при длительных периодах сушки до 10 дней. Образцы с более высокой пористостью могут иметь больше места для удержания воды, поэтому потеря воды из каждого образца будет различаться в процессе сушки. Это показывает согласованный результат с предыдущим исследованием [24].При насыщении из (3) четкой разницы не наблюдается, поскольку раствор с большей потерей воды также имеет большее количество свободной воды. Водоотдача и насыщение представлены на рисунке 5, и они нанесены на график с измеренной пористостью на рисунке 6.

(a) Водоотдача
(b) Насыщенность
(a) Водоотдача
(b) Насыщение

Количество потери воды увеличивается до 7,65 г (в / ц 0,45), 9,01 г (в / ц 0,50), 9.88 г (в / ц 0,55) и 10,57 г (в / ц 0,60) после 10 дней сушки, что показывает согласованное поведение при измерении пористости.

3.1.4. Воздухопроницаемость и пористость

Крупные поры в строительном растворе с более высоким соотношением W / C вызывают быстрое проникновение воздуха, и результаты измерения воздухопроницаемости с измеренной пористостью показаны на Рисунке 7.

Воздухопроницаемость увеличивается до 192%, когда W / C изменяется от 0,45 до 0,60 и показывает относительно небольшое увеличение по сравнению с 0,50 W / C.

3.1.5. Коэффициент диффузии влаги и пористость

Бетон с крупным продуктом гидрата имеет плотную пористую структуру. Измеряется, что коэффициент диффузии влаги увеличивается с увеличением отношения W / C, поскольку он имеет более высокую сорбционную способность из-за более высокой пористости. Результаты сорбционной способности, поверхностной концентрации и коэффициента диффузии влаги перечислены в таблице 5 и представлены на рисунке 8 с измеренной пористостью.

w / c Сорбционная способность (: кг / м 3 h 0.5 ) Толщина (: см) Площадь (: см 2 ) Константа (: мм) Поверхностная концентрация (: кг / м 3 ) Коэффициент диффузии влаги (: м 2 / ч) 0,45 0,17 5 25 0,02 42,89 9,1 0,50 0,18 900 25 0.02 48,73 12,4 0,55 0,24 5 25 0,02 53,89 14,3 0,60 0,44 5 0,44 5 24,2

При увеличении соотношения W / C до 0,60 содержание поверхностной влаги линейно увеличивается до 132%. Показано, что сорбционная способность и коэффициент диффузии влаги увеличиваются квадратично до 259% и 266% соответственно.

3.2. Показатели пористости и долговечности

3.2.1. Анализ изменений в распределении пор по размерам

На Рисунке 2 измерены общая пористость и PSD. Чтобы проанализировать изменения размера пор, оценивают объемы пор в 5 группах диаметра пор. Сообщается, что капиллярные поры, которые тесно связаны с переносом массы, имеют размер 10 ^-8 ~ 10 ^-4 м [39], и результаты диапазона MIP могут охватывать этот диапазон. На рисунке 9 показан объем пор в 5 указанных группах.

В каждой 5 разделенной области измеренные значения пористости усредняются как одно значение и сравниваются с отношениями W / C. Таким образом можно легко оценить изменения пористости при различных соотношениях W / C. На рисунке 10 (a) показаны изменения средних значений пористости при различных соотношениях W / C, а на рисунке 10 (b) показано их сравнение нормализованных результатов для случая W / C 0,45.

(a) Средняя пористость с отношениями W / C
(b) Нормализация пористости и отношения W / C
(a) Средняя пористость с отношениями W / C
(b) Нормализация пористости и Соотношение W / C

Как показано на Рисунке 10, усредненная пористость в 5 различных диапазонах диаметров пор показывает интересные изменения с увеличением отношения W / C.В 2 группах радиусов пор (менее 0,01 мкм м и 0,01 ~ 0,1 мкм м) относительно более высокий коэффициент увеличения измеряется с более высокими отношениями W / C. Более мелкие поры легко заполняются набуханием частиц цемента, поэтому более высокие градиенты изменения пористости оцениваются в первых 2 группах. Результаты регрессионного анализа, показанные на рисунке 10 (b), перечислены в таблице 6 с определяющими коэффициентами. Градиент нормированного изменения пор в первой группе (~ 0,01 мкм м) равен 4.3682 с 0,7246 определяющего коэффициента. Вторая группа (0,01 ~ 0,1 мкм м) имеет 2,3352 с коэффициентом детерминантности 0,9839.

9 Диапазон диаметра пор : градиент нормализованного изменения пор : нормализованное содержание воды ~ 0,01 мкм м 4.3682 0,7246 0,01 ~ 0,1 мкм м 2,3352 0,9839 0,1 ~ 1 м 0,341250 0,341250 900 10 м 0,9321 0,9765 10 μ м ~ 0,5489 0,2400

3.2.2. Взаимосвязь между пористостью и показателями долговечности

Анализ характеристик долговечности в зависимости от пористости выполняется, поскольку взаимосвязь с соотношениями в / куб может быть практичной, но не учитывать физические свойства. Измерение общей пористости с помощью MIP нормализовано для случая W / C 0,45 и сравнивается с нормализованными результатами испытаний на долговечность. Результаты показаны на рисунке 11, а результаты регрессионного анализа — в таблице 7.

0,95 : w / c (содержание воды ) 0.6927 0,9755 : прочность на сжатие −0,4642 0,9678 : коэффициент диффузии хлоридов 1,1446 0,9911 : насыщение 0,0621 9125 : потеря воды 0.5419 0,9984 : воздухопроницаемость 1.4559 0,9809 119 : коэффициент диффузии влаги 6,6166 0,9545

(a) Результаты регрессии для W / C, прочности, коэффициента диффузии хлоридов и насыщенности
(b) Результаты регрессии для водоотдачи, воздухопроницаемости, сорбционной способности и коэффициента влажности
(a) Результаты регрессии для W / C, прочности, коэффициента диффузии хлоридов и насыщения
(b) Результаты регрессии для водоотдачи, воздухопроницаемости, сорбционной способности, и коэффициент влажности

По результатам различных испытаний, показатели долговечности с линейная связь с пористостью оценивается как отношение W / C (содержание воды), прочность на сжатие и коэффициент диффузии хлоридов.Нелинейные отношения квадратного корня из пористости обнаруживаются в потерях воды и воздухопроницаемости. Сорбционная способность и коэффициент диффузии влаги связаны с квадратом пористости. За исключением насыщения, характеристики долговечности могут быть связаны с изменением пористости с высоким определяющим коэффициентом.

В этой статье представлены количественные закономерности и взаимосвязи между пористостью и долговечностью цементного раствора с постоянным содержанием цемента. На строительной площадке или в неизбежных условиях часто проводится добавление воды в виде фиксированной смеси для временного облегчения укладки бетона; однако обнаружено, что характеристики долговечности цементного раствора с добавлением воды значительно снижаются с увеличением пористости.

4. Выводы

Для раствора OPC с постоянным содержанием цемента и дополнительным содержанием воды проводятся различные испытания на долговечность, и их результаты исследуются с выводом рисунка и взаимосвязи с пористостью. Выводы о влиянии соотношения W / C на долговечность и пористость в цементном растворе с постоянным количеством цемента следующие: (1) Готовится цементный раствор с постоянным соотношением W / C 0,45 и количеством воздуха 5,2%, и его характеристики долговечности количественно определены. исследовали с добавлением воды для затворения до 0.60 Вт / Ц. Увеличение отношения W / C приводит к увеличению пористости до 150% по сравнению с контрольным случаем (W / C 0,45). При увеличении пористости оцениваются интересные образцы пористости, которые представляют собой линейные зависимости (отношение W / C, прочность на сжатие и коэффициент диффузии хлоридов), квадратный корень из пористости (потеря воды и воздухопроницаемость) и квадрат пористости (сорбционная способность и влажность). коэффициент диффузии) с высоким определяющим коэффициентом более 0,9. (2) При увеличении содержания воды от 0.От 45 до 0,60 Вт / Ц (увеличение на 133%), по оценкам, коэффициенты увеличения составляют 139% по потере воды, 150% по пористости, 157% по коэффициенту диффузии хлоридов, 192% по воздухопроницаемости, 259% по влагопоглощающей способности. и 266% по коэффициенту диффузии влаги. Прочность на сжатие снижается до 75,6% для контрольного случая (W / C 0,45). В этой статье количественно показано, насколько и с какой закономерностью характеристики долговечности меняются с увеличением количества воды в цементном растворе.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарность

Это исследование было поддержано грантом (Код 11-Технологические инновации-F04) Программы исследований строительных технологий (CTIP), финансируемой Министерством земли, инфраструктуры и транспорта.

Легкая бетонная смесь — типы, подготовка, достоинства и недостатки

Что такое легкий бетон?

Легкая бетонная смесь — это бетон, который имеет низкий удельный вес по сравнению с другим бетоном из-за наличия мельчайших пустот или вовлечения воздуха.Пустота может быть образована либо в виде микроскопических пор в растворе, либо из-за неправильного стыка между частицами бетона или внутри самого заполнителя.

Легкий бетон отличается низкой структурной прочностью по сравнению с обычным бетоном или бетоном высокой плотности. Поскольку мы знаем, что не все части конструкции отвечают за ее прочность, такой бетон очень полезен для строительства этих частей.

Они могут снизить статическую нагрузку до 20% — 80% в зависимости от их типов и компонентов, используемых в них, с изменением прочности.Более того, даже они обладают невысокой конструкционной прочностью; их прочность все же выше, чем у элементов кладки типа кирпича.

Воздух — отличный изолирующий агент. Поскольку легкий бетон содержит в себе воздухововлекающие вещества, этот легкий бетон имеет чрезвычайно высокую теплоизоляцию и звукоизоляцию.

Как производится легкий бетон и из каких компонентов он состоит?

Легкий бетон можно изготавливать различными способами: либо путем создания многочисленных межсекционных пустот в швах, либо путем модификации цементирующего агента с многочисленными порами, дающими ячеистую структуру, либо путем использования чрезвычайно легких заполнителей.

Какой бы метод ни был принят, основным механизмом легкого бетона является введение воздушных пустот или уноса с целью уменьшения его веса и увеличения объема.

По способу изготовления легкого бетона их делят на три типа:

1) Бетон на легком заполнителе:

Легкий пористый заполнитель, такой как пемза, термически обработанный сланец, диатомит, шлак, вулканический шлак и т. Д., Используется для уменьшения плотности бетона.Удельный вес такого бетона обычно меньше 2. Разница в прочности конструкции бетона при использовании обычного заполнителя и таких заполнителей, сохраняющих все остальные материалы того же качества и в том же соотношении, составляет всего 30%.

Таким образом, по этим причинам для легкого бетона также требуется расчет прочности конструкции с целью уменьшения его плотности. Плотность такого бетона варьируется от 1400 кг / м3 до 1800 кг / м3, а прочность такого бетона обычно начинается с 17 МПа и более, что зависит от их расчетной смеси.

2) Газобетон:

Микроскопические поры равномерно распределенной формы в бетоне достигаются за счет использования дополнительных пенообразующих материалов, таких как алюминий, в бетонной смеси. Алюминиевый порошок реагирует с гидроксидом кальция с образованием газообразного водорода, который образует пузырьки воздуха, уносящие газ в бетон во время схватывания.

Кроме того, иногда для образования пен используются пенообразующие материалы (гидролизованные протеиновые или смоляные мыла). Воздухововлечение делает бетон пористой или ячеистой структурой.

Бетон, сравнивая его эквивалентную плотность с другими материалами, можно сказать, что он имеет сравнительно высокую прочность. Этот бетон может снизить нагрузку до 80%, но не способствует прочности конструкции. Таким образом, этот бетон также изготавливается из сборных блоков, которые можно легко поднимать и укладывать в виде блоков кладки. Кроме того, эти длинные сборные блоки также используются в качестве плиты для стальных конструкций.

Из-за большого количества воздухововлекающих пустот он может улучшить функцию внутреннего твердения бетона.Они имеют чрезвычайно меньший диапазон плотности от 550 кг / м3 до 990 кг / м3, поэтому они могут плавать даже на воде. Этого можно добиться с помощью использования как легкого заполнителя, так и алюминия и других примесей. Однако у них очень небольшая структурная прочность — от 4 МПа до 12 МПа.

3) Без штрафов, используйте бетон:

В этом случае мелкий заполнитель полностью исключен из смеси для создания промежуточных пустот. Этот бетон склонен к образованию внутренних трещин и плохо уплотняется, из-за чего происходит снижение плотности.

Заполнитель с градуированными зазорами предпочтителен для предотвращения образования промежуточного соединения или уплотнения. Они используются для гидроизоляции беговых дорожек, временных конструкций и внешних несущих стен. Плотность этого бетона также на 25-30% меньше, чем у обычного бетона.

Плотность может колебаться от 700 кг / м3 (с использованием легкого заполнителя) до 1600/1900 кг / м3 (с использованием обычного заполнителя). И их сила лежит в пределах 4 МПа-14 МПа. Они демонстрируют низкую усадку при сушке и имеют тенденцию к меньшей сегрегации.Но следует отметить, что уплотнение с помощью вибрационных машин запрещено, однако допускается простое уплотнение с помощью стержня.

Как приготовить легкую бетонную смесь?

Как уже говорилось, существуют разные типы легкого бетона в зависимости от метода их приготовления. Таким образом, конструкция смесей и соотношение пропорций в составе смеси могут варьироваться или зависеть от того, какой тип подхода используется. Однако общепринятая процедура и сочетание объясняются ниже

.

1) Для мелкого заполнителя

• Крупный заполнитель, выходящий из сита 20 мм и удерживаемый в 10 мм, является предпочтительным для приготовления такого бетона без использования мелких заполнителей (не менее 5 мм).Более того, заполнитель с градуированными зазорами более предпочтителен для создания большего количества промежуточных пустот.
• Агрегат с закругленными краями предпочтительнее, так как они образуют более глубокий зазор.
• Пропорциональное соотношение цемента к заполнителю для такого бетона обычно составляет от 1: 6 до 1:10.
• Соотношение воды также принимается в диапазоне от 0,38 до 0,52, что зависит от когезионной способности смеси.
• Этот бетон обычно не обладает значительной прочностью. Таким образом, они не подвергаются подходу смешанного дизайна, и для подготовки принимаются общее правило большого пальца или традиционный метод, как объяснено в таблице ниже.

Соотношение заполнитель / цемент по объему	Водоцементное соотношение	Плотность, кг / м 3	Прочность на сжатие (28 дней), МПа 60
0,38	2020	14
7	0,40	1970	12
8	0,41	1940	10
10	0.45	1860	7

Таблица 1: Различное соотношение заполнитель / цемент с различной прочностью и содержанием воды

2) Для пенобетона

• Общая процедура приготовления бетонной смеси может быть принята вместе с добавлением алюминиевого порошка в качестве добавки к свежей бетонной смеси.
• Более того, использование легкого заполнителя также используется для бетона с неформальной плотностью вместо обычных заполнителей. И иногда даже грубые заполнители не используются (обычно в блоках AAC).
• Однако этот бетон более предпочтителен в виде сборных бетонных блоков, таких как блоки из газобетона для автоклавов.Таким образом, общая процедура подготовки блока AAC также может рассматриваться как метод его проектирования.
• Водоцементное соотношение для такого бетона составляет 0,5-0,4 при соотношении цементного песка 1: 2, а если также добавляется крупный заполнитель, то 1: 1: 2, а содержание алюминия должно составлять 0,05% — 0,08% от массы бетона. .

3) Для бетона на легких заполнителях (ПРОЦЕДУРА DESIGN MIX PROCEDURE)

• Бетон, сформированный выше, может не обладать особой прочностью. Таким образом, с использованием легкого заполнителя может быть сформирован бетон определенной марки.Минимальная прочность такого бетона должна составлять 17 МПа. Бетон из легких заполнителей может быть спроектирован методом расчетного смешения, если это необходимо для конструктивных целей.
• Адаптация материала для изготовления такого бетона также меняет методику проектирования и качество бетона.
• Некоторая основная информация, которую необходимо знать перед проектированием, заключается в том, что заполнитель должен достаточно оставить для поглощения более 10% для лучшей производительности. Кроме того, следует выбирать хорошо рассортированный материал, чтобы использовать меньший объем мелкого заполнителя.
• Метод расчета ACI 211.2-98 широко применяется для проектирования легкого бетона с заполнителем с более высокой прочностью, чем 17 МПа, предельная плотность до 1840 кг / м3. Метод определения прочности на содержание цемента используется для образования полностью легкого бетона на заполнителях. (Тем не менее, расчет методом нормальной массы, используемый для нормального заполнителя, также может быть использован для образования полулегкого заполнителя бетона)

Расчет легкой бетонной смеси

1. Примите соответствующее значение осадки в соответствии с требованиями к бетону, следует ли использовать его в балке, RCC, колонне, плите в соответствии с таблицей1, приведенной ниже.

Типы конструкций	Величина осадки (в мм)
Фундаментная стена и опоры RCC	20-80
Гладкие бетонные основания, стена конструкции	20-80
Балка и стена ПКК	20-100
Колонна здания	20-80
Тротуары и плита	20-80
Мас бетон	20-80
Бетон для облицовки каналов	70-80

Таблица 1: рекомендации по величине осадки согласно ACI 211.1-91 (повторно утверждено в 2002 г.)

• Максимальный размер заполнителя должен составлять 1/5 ^-го наименьшего размера элемента (обычно охватываемого в RCC), 1/3 глубины плиты и ¾ минимального расстояния между стержнями арматуры.
• Определите количество увлеченного воздуха, необходимое для повышения долговечности. Из таблицы 2.

Таблица 2: содержание воздуха для воздухововлекающего и не воздухововлекающего бетона согласно ACI 211.2-98 (повторно утверждено в 2004 г.)

• Определите приблизительное содержание цемента по таблице 3.

Прочность на сжатие в МПа	Содержание цемента (кг / м 3 )
17	350-520
21	400-550
28	500-650
34	600 — 750
41	700 — 850

Таблица 3: Приблизительное соотношение между содержанием цемента и прочностью легкой бетонной смеси согласно ACI 211.2-98 (повторно утвержден в 2004 г.)

• Предположим, что общий объем рыхлого и сухого заполнителя, необходимый для уплотнения 1 м бетонной массы ³ , составляет 1,2 м ³ . Предположим, что количество мелких частиц составляет около 50 процентов от грубого заполнителя.
• После этого при известной сухой рыхлой плотности заполнителя и требуемой прочности определяется количество заполнителя, цемента и производится пробная смесь с использованием воды, достаточной для получения требуемого или предполагаемого значения осадки.
• Затем измеряется плотность свежего бетона и оценивается выход для расчета количества замеса.
• Объем воды, уже представленной в совокупности, должен быть учтен во время замеса бетона, так как образцы заполнителя, используемые для пробной смеси, представляют собой полностью сухой и рыхлый заполнитель. Таким образом вычитается из общего необходимого постоянного содержания воды.
• Если прочность и другие свойства, такие как содержание воздуха, удобоукладываемость, когезионность, удовлетворительны, объем заполнителя и содержание цемента изменяются незначительно. Общее правило большого пальца — увеличить сухой заполнитель на 0.0006 м ³ на каждый 1 кг уменьшения содержания цемента и наоборот.
• Но если прочность и другие свойства кардинально отличаются (например, прочность 20 МПа должна быть получена с использованием пробной смеси для 17 МПа), то в такой ситуации необходимо изменить огромное количество цемента. Коэффициент удельного веса пикнометра используется для изменения плотности материалов и, следовательно, их массового содержания.

Коэффициент удельного веса пикнометра (S) определяется по формуле

.

Где, A = масса испытанного заполнителя

B = масса пикнометра с заполненным водой заполнителем (10 мин полного погружения в воду)

C = масса пикнометра, заполненного водой,

Эта формула обобщена на графике путем варьирования различного содержания воды в заполнителе, как показано на рис. 1.

Итак, содержание цемента резко увеличивается, объем только мелкого заполнителя уменьшается. Таким образом, остальные поддерживаются на постоянном уровне. Новый объем мелкого заполнителя оценивается путем вычитания суммы объема цемента, крупного заполнителя, пожирателя и воздухововлечения, полученного после корректировки. Более того, с известными sp. Коэффициент поправки на гравитацию также может быть определен с учетом массы человека.

Пример :

Приготовьте легкий бетон со средней прочностью 18 МПа за 28 дней с содержанием воздуха 7 процентов (предположим, если не указано) и величиной осадки 75 мм (предположим, если не указано).

Затем,

Плотность грубого заполнителя в сухом состоянии = 720 кг / м ³ , влажность на участке = 5%

Плотность мелкого заполнителя в сухом состоянии = 900 кг / м ³ , влажность на объекте = 10%

Из таблицы 3, со ссылкой на испытательную прочность 17 МПа

Принять содержание цемента = 350 кг / м ³ бетона

Кроме того, в соответствии с методикой проектирования считать, что общий объем сыпучих материалов и заполнителя, необходимый для 1 м массы бетона ³ , должен быть равен 1.2 м ³ , где 0,8 м ³ — крупный заполнитель и 0,4 м ³ — мелкий заполнитель (50% крупного заполнителя)

Затем для пробной смеси объемом 0,02м требуется приготовить ³ .

Требуемый цемент = 350 * 0,02 = 7 кг

Мелкий заполнитель = 0,4 * 900 * 0,02 = 7,2 кг

Крупный заполнитель = 0,8 * 720 * 0,02 = 11,52 кг

Содержание воды для требуемой осадки = 4 кг

Общая масса = 29,72 кг

Если плотность свежего бетона составляет 1450 кг / м ³

Таким образом, фактическая норма количества на сухой основе составляет,

Цемент: 7/0.02015 = 346 (прибл.)

Мелкий заполнитель: 7,2 / 0,02015 = 356

Крупный заполнитель: 11,52 / 0,02015 = 570

Содержание воды: 4 / 0,02015 = 198

Итого = 1470 кг / м ³

Содержание цемента в пробной смеси на 4 кг меньше нормативной

Корпус I:

Если имущество, в том числе по прочности, удовлетворительное,

Затем

Уменьшаем объем заполнителя на сухой сыпучей основе на 0.0006m ³ за каждое увеличение на 1 кг цемента. Выделяю сокращение поровну. Тогда

Доля мелкозернистого заполнителя = 356 — 0,5 * (4 * 0,0006 * 900) = 355 кг / м ³ бетона

Пропускная способность крупного заполнителя = 570 — 0,5 * (4 * 0,0006 * 720) = 569 кг / м ³ бетона

Для небольшой регулировки содержание воды остается постоянным

Но необходимо учитывать влажность воды на месте. Таким образом, окончательная расчетная доля компонентов для дозирования составляет

.

Цемент = 346 + 4 = 350 кг / м ³ бетона

Мелкий заполнитель (участка) = 355 * 1.1 = 391 кг / м ³ бетона

Крупный заполнитель (площадки) = 569 * 1,05 = 598 кг / м ³ бетона

Добавленная вода = 198 — [391- 355] — [598-569] = 191 кг / м ³ бетона

Корпус II:

Если прочность бетона недостаточна при несоответствующих требованиях и качестве, то тогда. Необходимо резко увеличить содержание цемента. Пусть содержание цемента увеличивается на 50 кг / м 3 ^{бетонной массы.Таким образом, для следующего испытания берется 400 кг / м 3 3 .}

Также в соответствии с процедурой проектирования, предположим поправочный коэффициент удельного веса из рис. 1. Или по формуле и пикнометрическому анализу.

Пусть найдены коэффициенты 1,78 и 1,35 на сухой основе и 1,75 и 1,36 на мокрой основе.

По сухому веществу, объем бетона с первоначальной пробой 350 кг / м3 ³ бетона составляет,

Таким образом, объем мелкого заполнителя составляет 1,00- 0,816 = 0,184 м ³

Масса мелкого заполнителя по сухому веществу

г.

0.184 * 1000 * 1,78 = 328 кг / м ³ бетонной массы

Для оценки с учетом влажности (на месте)

Мелкозернистый заполнитель = 328 * 1,10 = 361 кг / м ³ массы бетона

Крупный заполнитель = 569 * 1,05 = 598 кг / м ³ массы бетона

Добавленную воду получить точнее,

, таким образом, масса требуемой воды = 0,157 * 1000 = 157 кг / м ³

Следовательно, количество, необходимое для дозирования:

Цемент: 400 кг / м ³ бетонной массы

Мелкий заполнитель: 361 кг / м ³ массы бетона

Крупный заполнитель: 598 кг / м ³ массы бетона

Вода: 157 кг / м ³ массы бетона

Итого = 1516 кг / м ³ массы бетона

И, наконец, выполнено испытание 2 ^nd и испытание его прочности на сжатие.Если требования не выполняются, то снова изменяется содержание цемента и частицы обеда или любой другой параметр с помощью общего правила большого пальца.

Преимущества легкой бетонной смеси

1. Легкий бетон может снизить статическую нагрузку на конструкцию. Этот бетон имеет на 20% — 80% меньшую массу, чем обычный бетон.
2. Они содержат множество пустот, что снижает теплопроводность и увеличивает звукоизоляцию.
3. Сборные железобетонные блоки и плиты из легкого бетона очень просты в обращении, транспортировке и размещении.
4. Они имеют переменный диапазон прочности, что может быть полезно для неструктурных компонентов каменных блоков к несущим конструктивным элементам.
5. Они потребляют меньше заполнителя.
6. Они не проявляют проблем, связанных с замерзанием и оттаиванием из-за многочисленных пор в цементном материале.
7. Они сравнительно более огнестойкие, поскольку имеют меньшую склонность к растрескиванию.Кроме того, прочность бетона менее чувствительна к повышению температуры.
8. Звукопоглощение в большей степени связано с наличием микроспор. Таким образом, они пригодятся для зрительного зала, залов для получения хороших звуковых эффектов.
9. В таком бетоне возможно внутреннее отверждение, ведущее к меньшему количеству трещин из-за теплоты гидратации.

Недостатки легкой бетонной смеси

1. За этим бетоном чрезвычайно трудно ухаживать, следить за правильной укладкой и качеством изготовления.Малейшая небрежность может привести к значительному снижению качества.
2. Содержит множество пустот и пор, поэтому они не обеспечивают более высокую плотность и прочность, чем у обычного бетона при таком же объеме и использовании цемента.
3. Из-за меньшей плотности не используются для фундамента.
4. Отсутствие надлежащего уплотнения и вибрация бетонной массы приводит к образованию сот в бетонной конструкции.
5. Пористый заполнитель может абсорбировать больше воды, вызывая частую смену воды, добавляемой в смесь.

• Эти бетоны обладают высокой степенью впитываемости, особенно, без использования мелких частиц бетона и пенобетона.

• Бетон без мелкой фракции обычно не рекомендуется использовать с арматурными стержнями, так как существует высокая вероятность ржавления и неправильного сцепления в бетоне.

Надеюсь, эта статья « Легкая бетонная смесь » останется для вас полезной.

Счастливое обучение — Civil Concept

Автор,

Инженер-строитель — Раджан Шреста

Читайте также,

8 очков для повышения прочности бетонной конструкции

Бетон с обедненной смесью — Технические характеристики и использование бедной смеси для бетона

Самоуплотняющийся бетон — Применение, материалы и испытания SCC

Самоотверждающийся бетон — подготовка, применение, преимущества, недостатки

Что такое самовосстанавливающийся бетон | Бактериальный бетон | с механизмом

Просмотры сообщений: 1,056

Связанное сообщение

.